工业建筑测量控制网的建立

摘要:简述建筑方格网的设计,方法,测定,平差计算,网点的归化和改正,施工坐标换算为大地坐标以及高程控制的布设。

Abstract: The thesis summarizes the design, method, test, adjustment computation, naturalizing and correcting of the network, coordinates converted into geodetic coordinate and emplacement of elevation control.

关键词:工业建筑;测量控制网;建立

Key words: industrial construction; survey control network; establishment

中图分类号:TB22 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0042-02

一个现代化的大、中型企业,经过勘察设计之后,就进入了工业建设的施工阶段。这个阶段的测量工作称为施工测量。施工测量的主要任务是将设计图纸上一切建筑物和构筑物按照其设计的位置(平面和高程)及尺寸大小正确的放样到实地去,为工程施工提供依据。

工业建筑总图设计是根据场地的地形条件布置的,主要建筑的轴线往往不能与勘测坐标系的坐标轴平行(或垂直),为设计方便起见,建筑物的设计均在选定的设计坐标系中进行。该坐标系的坐标轴与主要建筑物轴线(例如主要厂房的长轴线)相互平行,坐标系的原点一般选在建筑场地的西南角,这样,场地上所有建筑物的坐标均为正值。

原则上,在勘察阶段所建立的测量控制网,即可作为施工放样的依据,但是这些控制网在布设时并未考虑到将来建筑物的分布以及建筑物放样的要求,因此在施工期间这些点子往往被破环。为了放样建筑物以及竣工测量,需要在工业建筑场地上建立施工控制网。

厂区内平面控制网的布设形式,应尽量采用各边相互垂直的导线网,即矩形控制网,若地形条件极为复杂(如山地)亦可因地制宜的布设导线网甚至小三角网作为施工控制网。

1建筑方格网的设计

建筑方格网是为建筑物的施工放样服务的,因此,方格网点的布置应尽量靠近建筑物。设计建筑物方格网时,要根据技术设计阶段的总平面图和场地的地形情况,使方格网边位于比较平坦的地方。

为使方格网点能够长期保存,方格网点应避开高填深挖之处,设置在地质条件比较稳定的地方。

设计方格网时应首先选择方格网的纵横主轴线,主轴线应选在建筑场地的中心,其方向与主要建筑物的中心线平行。如图1。

图1

主轴线长度应尽量增长,其端点应设在建筑场地的边界上。

主轴线选定后,将它展绘在大比例尺地形图上,并绘出沿线的断面图,研究轴线通过地区的地形情况。在互相通视而位置较高的点上设置主轴点。主轴点之间的距离应不小于300~400m。主轴点既经确定,各主轴点的施工坐标即可在图上量出。并按照设计部门给定的坐标换算公式,计算出主轴点在测量坐标系中的坐标值,以便放样主轴线时应用。

建筑格网设计的第二步就是确定方格网点,亦即确定方格网的形状。这时首先必须考虑方格网点的使用价值,即所设计的方格网点在施工放样时,以最简单的方法获得所必须的精度。

2建筑方格网建立的方法

建筑方格网的建立是采用下列步骤进行的:

(1)放样建筑方格网的主轴线:即所谓建筑方格网的整体定位。

(2)校正主轴线。

(3)根据主轴线进行方格网点的初步放样。

主轴点的定位可以采用交会法或极坐标法,然后将定位点与控制点组成一定的几何图形进行精测,经平差求出坐标值后,再改正到设计位置上去,如图2。

图2

每一条主轴线至少放样三个主轴点,以检查它们的正确性。由于每点都有误差。所放样出的主轴点一般不在一条直线上。在方格网初步放样之前,应将放样出的主轴点严格调正到一条直线上来,调正的方法可以在主轴线的交点上测定交角,测角中误差不超过±2.5",若交角不为180°,则应对这三个主轴点进行等量改正。(可以认为它们的放样误差都是相同的)其改正值d可以根据图3导出公式:

图3

在A′O′M中,sinα= (1)

在B′O′N中,sin(180-α-β)=(2)

(1)+(2)得:+=sinα+sin(180-α-β)

将正弦化为弧度:+==

=

=

通 分:+=

=

2d(a+b)"=ab(180-)

d==(90-)

短轴线的测设应在调整后的长轴线上进行,如图4,设置仪器于O点,对ADB等方向进行观测,测角中误差要求与前相同。当角不符合设计要求时,可按下式计算改正值 。

d=L×

式中: L―轴线交点至短轴线端点的距离

―当设计角为直角时

图4

如图:=90°-′ (3)

=′-90°(4)

(3)+(4)得:2=90°-′′-90°

=′-′

=

将此公式代入d=L×,就可以求出改正数d。

―当设计角为倾角时,如图5:

图5

='- (5)

=180--′(6)

(5)+(6)得:2=′---'+180

=180+′-2-′

=-+(90-)

将此公式代入d=L×,也可以求得改正数 d。

建筑方格网的主轴线经调整后,在一定的精度范围之内,可以认为是互相垂直的,方格网点的初步放样就在此基础上进行。

3建筑方格网的测定

建筑方格网是各种构筑物放样的依据。

建筑方格网可分为两级布设,Ⅰ级方格网可以布设成“田”字形导线网或“+”字形导线网,Ⅱ级方格网作为Ⅰ级方格网的补充网来布。各项技术指标要严格按GB50026-2007《工程测量规范》执行。

4建筑方格网的平差计算

建筑方格网导线网的计算,是非常繁杂的工作,现在,选用优化程序,用计算机来完成这项工作,就轻而易举了。

5建筑方格网点的归化和改正

用前述的方法测定了初步放样的方格网点的坐标后,即可计算方格网点的实际坐标与设计坐标之间的差值δx、δy

δx=x设计-x实测

δy=y设计-y实测

在进行改正以前,应在室内绘成方格网点改正的详图,如下图6:

图6表示出改正的各项元素,在实地将它放在标桩的顶面,以实测的点为准,使其重合。并利用实测的方格网的边进行定向,纸上所标的点位(A设计),即为方格网点的设计位置,此位置定出后,随即将它准确标在标石上。

为了检查方格网测设的正确性,应在归化后的方格网点上进行检查,用精密全站仪测定相邻方格网点之间的夹角,测得的角度与90°的不符值应在规定的限差之内,否则需要重测。

6将建筑方格网的施工坐标换算为大地坐标

建筑方格网的施工坐标系(即设计坐标系)往往不能与勘测控制系统相一致,为了用勘测控制网放样方格网上的主轴点,以及为了将施工坐标系其余网点换算为大地坐标,就需要进行换算。

坐标换算的方法有两种,即坐标值的换算及坐标差的换算。

6.1 坐标值的换算,如图7:

图7

设P点在施工坐标系x′o′y′中的坐标为(x′,y′),已知两坐标系的纵坐标轴的正向夹角α以及施工坐标系的坐标原点在勘测坐标系的坐标值(x0 ,y0),则P点在勘测坐标系中的坐标用下式表示:

X=x0+x'cos -y'sin

Y=y0+x'sinα+y'con

6.2 坐标差的计算

坐标换算时,有时坐标值的数值太大,换算不方便,这时可进行坐标差换算。即将施工坐标系中两点间的坐标差(x'1-2、y′1-2)换算为勘测坐标系中的坐标差(x1-2、y1-2)。因为:

x1=x0+x1′cosα-y1′sinα

y1=y0+x1′sinα+y1′cosα

x2=x0+x2′cosα-y2′sinα

y2=y0+x2′sinα+y2′cosα

两式对应相减得:

x2-x1=(x2′-x1′)cosα-(y2′-y1′)sinα

y2-y1 =(x2′-x1′)sinα+(y2′-y1′)cosα

也可写为:

x1-2=x′1-2cosα-y′1-2sinα

y1-2=x′1-2sinα+y′1-2cosα

6.3 高程控制的布设

工程施工中的高程放样对高程控制点在精度和密度方面的要求是很高的,勘测阶段所埋设的水准点往往不能满足工程的需要。故要在施工以前建立新的高程控制网。

首级高程控制要用三等水准,用四等水准作为加密。

三等水准及四等水准的观测和计算要依照GB50026-2007“工程测量规范”执行,为了检查水准点的稳定性,要经常对这些水准点进行联测,以查明水准点高程是否有变动。

以上的平面控制网及高程控制网布设完成后,这些控制点就是施工放样的基本点。各种建筑物、构筑物就可以在这些控制点的框架下有条不紊地展开施工。

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