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作业时应严格执行《工程测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》和《施工测量控制程序》。
如果设计上有特殊要求,按设计要求执行。
为了实现预期的目的,在进行放样之前,测量人员首先要熟悉工程的总体布局和细部结构设计图,找出工程主要设计轴线和主要点位的位置以及各部分之间的几何关系,结合现场条件和已有控制点的布设情况,分析具体放样的方案,并作出最优化的处理,使放样精度达到最高。
通常情况下,平面放样的方法有极坐标法、直角坐标法、距离交会法、角度交会法、方向线交会法。
高程放样可采用全站仪三角高程和水准高程放样。
根据拥有设备的情况来确定放样实施方案。
任务
施工放样的主要任务是利用测量技术将设计图纸上的工程构造物的平面位置和高程在实地标定出来,作为施工的依据。
在施工过程中,检测工程构造物的几何尺寸,以实现从设计图纸到工程实物的质和量的转变。
在交通土木工程中,工程构造物主要指路基、路面、桥涵、隧道及其附属构造物和排水构造物。
在路基施工前,通过测量放样确定路线中线桩、公路用地界桩,路堑坡顶,路堤坡脚、边沟等构造物的施工位置;
在桥涵施工前,通过测量放样确定基坑开挖、墩台建造的施丁位置;
在隧道施工前,利用控制测量结果对隧道定向定位等都是通过测量放样实现的。
在施工过程中,通过测量放样对工程构造物外形几何尺寸进行控制和检测,及时修正偏差,以准确体现设计意图;
在工程竣工后,通过测量对工程进行质量检查和验收。
实践证明,精确地测量放样能准确控制施工质量和节约工程成本。
因此,施工放样是工程施工过程中的重要一环,它贯穿工程施工全过程。
本次任务按正式设计图纸、文件、修改通知进行房屋和道路测量放样,使用不同的几种放样方法(极坐标法、全站仪坐标测设法、RTK技术;
几何水准法、测距三角高程法相结合)放样同一个成果。
1.传统阶段
在传统的工程放样方法中,必须求出设计图中的放样点或线相对于控制网或原有建筑的相互关系,即求出其间的角度及间距和高程,这些数据称为放样数据。
然后按照放样数据利用传统光学经纬仪、皮尺、钢尺、水准仪等工具测设出点位和高程。
通常,测设点和高程是分开进行的。
测设点位的常用方法有:
直角坐标法,极坐标法、角度交会法和距离交会法等。
高程放样最常用的是几何水准测量,对于工程精度要求稍低的,可用钢卷尺直接丈量或用三角高程测量等方法。
工业建筑物的总图设计,是根据生产的工艺流程要求和建筑场的地形情况进行的,主要建筑物的轴线往往不能与测量坐标系的坐标轴平行,如果设计建筑物的坐标计算在测量坐标系中进行,则计算工作较为复杂。
因此,建筑设计人员往往根据现场情况选定独立坐标系,使独立坐标系的坐标轴与主要建筑物的轴线方法相一致。
这样,再通过旋转换算,把建筑坐标换算成测量坐标。
X=X′cosα-Y′sinα+Xo,Y=X′sinα+Y′cosα+yo,XOY为测量坐标系,X′O′Y′为建筑坐标系。
α为测量坐标系的X轴正向顺时针转至建筑坐标系X′轴正向的夹角,Xo、Yo为建筑坐标系原点在测量坐标系中的坐标值。
在传统的工程放样中,圆曲线和缓和曲线的放样最为繁杂,我国多采用螺旋线作为缓和曲线,测设方法多采用切线支距法和偏角法。
这些方法很容易产生累计误差,为了消除这些误差,往往需要多次测量进行分配误差,不但浪费了工时,而且精度不高。
2.坐标放样阶段
随着光电测距仪的发展,实现了同时测角和量距的任务,再结合计算器就可即时计算出所测设点的坐标,出现了坐标放样法。
坐标放样法克服了传统方法中的求取放样数据的麻烦工序,直接获取放样点的坐标就可以放样出设计点。
计算机的普及和发展,实现了大容量和高速运算,为autoCAD的应用提供了便利。
在autoCAD软件中,可直接调用各种工程放样程序。
放样路线设计好后,即可提取放样数据。
提取放样点坐标的方法有:
①行命令法;
②菜单命令法;
③批处理命令法。
在利用autoCAD进行放样设计时,只要采用大地坐标系,则可以直接提取放样点的大地坐标,不必要进行坐标转换等工序,而且提取的坐标能保证到小数点后6位,一般工程放样保证到0.001m即可,从精度和稳定性方面都得到了保障,而且减少了过程误差。
在计算机普及和发展的同时,全站仪迅速发展取代了传统的光学经纬仪。
计算机的普及使用为放样数据的求取精度和求取工序、速度作出了极大的贡献,全站仪则在具体的放样工作中简化了放样工作程序。
3.一体化阶段
从传统的放样方法发展到坐标放样方法,放样工序简化了,精度提高了,但是由于工地现场环境的复杂性,例如:
堆料、不通视等因素的影响,降低了劳动效率,而且放样一个设计点往往需要来回移动目标,须2~3人参加操作。
RTK(Real
Time
Kinematic)技术是实时处理两个测站载波相位观测的差分方法,即是将基准站采集的载波相位传给用户接收机进行求差解算坐标。
RTK技术的出现使施工放样有了突破性的发展,不但克服了传统放样法和坐标放样法的缺点,而且具有观测时间短,精度高、无须通视、现场给出精确坐标等优点、经现场检测、在距离参考站约3公里处,平面定位误差小于5cm,高程误差小于10cm。
GPS接收机只要1~3min就能进入RTK工作状态,在此状态下1min内即可得到厘米级的点位精度。
第2章选题的目的与意义
1.随着近年来我国经济建设逐步走健康发展的轨道,公路、城市轨道交通、地下工程等建设作为国民经济发展的基础保证,更是突飞猛进地向前发展。
然而,施工放样还存在着一些不合理的现象,给工程项目施工进度带来了影响及不必要的经济损失。
施工放样在建筑施工的各个阶段都起着重要作用,并且放样的精度和完成速度直接影响到整个工程的质量与进度,是建筑施工不可或缺的组成部分。
为了加强自己的专业技能,借此机会,结合所学理论系统地了解总结施工放样的相关内容。
接到任务后,首先查阅了工程测量学相关的教材,文献等资料,弄清楚施工放样的大致程序,控制网的建立、再根据实际情况选择合适的放样方法,直到具体实施。
1)
小组共同进行道路构思设计。
2)
选定测量放样方法并计算放样数据,绘制放样草图并由小组其他人员独立校核。
3)
向学校借用仪器和工具,使用的仪器必须在有效的检定周期内。
给仪器充电,
检查仪器常规设置:
如单位、坐标方式、补偿方式、棱镜类型、棱镜常数、温度、气压等。
4)
使用有内存的全站仪时,可以提前将控制点(包括拟用的测站点、检查点)和放样点的坐标数据输入仪器内存,并检查。
2.技术依据:
《工程测量规范》GB50026-2007
《施工测量控制程序》
《水电水利工程施工测量规范》
《建筑工程资料管理规程》(DB11/T695-2009
)
《城市测量规范》(CJJ8—99)
《施工测量放样指导书》
3.根据已有的资料设计
已有资料:
(1)西南科技大学城市学院GPS埋石控制点坐标
(2)学院控制点基本位置图、测区已知控制点坐标
(3)学院1:
500地形图
(4)某异性建筑物的设计图纸、文件
3(5)针对学院内原埋石点位较多,点名不规范,始终一直未有一份较为完整、正确的高程控制资料成果,因此将布设四等水准网进行高程控制。
各种构造物的施工技术规范、规程,测量规范等以及工程设计图纸。
测量放样工作应遵循从整体到局部的原则,先进行控制测量,再进行细部放样测量。
通过控制测量,建立起平面控制点和高程控制点与工程构造物特征点之间的平面位置和高程的几何联系。
以平面控制点的坐标和高程控制点的高程为依据,利用传统测量仪器进行距离、高程和角度的测量放样或者利用全站仪进行三维坐标放样来确定工程构造物特征点在实地上的空间位置。
在放样过程中,工程设计图纸是图解控制点和工程构造物特征点之间几何关系的依据;
现行的施工技术规范、规程,以及测量规范是核查放样结果精度的依据。
只有利用精度符合标准的几何数据,才能精确地测定工程构造物特征点的准确位置,以指导施工。
第3章.常用的放样方法及准备工作
测量工作必须遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的原则,主要有以下几个步骤:
控制点(桩)的闭合,道路的中线准确的定位,道路原状横断面的测量,设计道路边线的确定,管线定位及测量,模板边线及高程,竣工高程及线型。
其中道路中线的定位是最为严谨的工作,它直接决定了道路的线形。
常用的全站仪放样法:
利用全站仪技术进行放样工作前,如果在放样点的周围已经存在着两个以上相互通视的已知控制点,我们可以根据实地的地形状况,选择有利于放样工作的一个已知点作为测站点,选择另一个和测站点通视的已知点作为方向点。
通过两个已知点和待测点所在边的坐标方位角转换,提前计算出待定边的边长和坐标方位角,作为点位放样的准备工作。
这样,在现场我们就可以根据内业计算的结果,优质高效的完成点位放样工作。
如果在放样点的周围不存在已知控制点,我们就必须根据测区的已知条件进行控制网的加密,在放样点的周围测设出两个以上相互通视的控制点,再进行放样的准备工作。
具体操作:
1)依照设计点位架站,照准后视点,度盘置零。
(2)全站仪转动设计的夹角至第一个放样点的方向。
(3)负责操作全站仪的同学指挥负责放样的同学在该方向上定出一个点位。
(4)以架站点和上一步定出的点,在该直线上量出设计距离D,打下铁钉。
(5)重复以上步骤继续放样下一个点直至全部点位放样完成。
全站仪坐标放样:
(1)在测站点架站。
(2)新建放样工程文件,设置好测站点点位坐标,设置仪器高,设置后视点坐标。
(3)输入待放点坐标。
(4)指挥跑杆人员大致立杆于待放点初,全站仪操作人员用照准部照准棱镜中心,点击指挥键,全站仪会给出一个△X和△Y的值。
指挥跑杆人员移动,直至△X和△Y的值为0。
(5)跑杆人员钉入铁钉。
RTK放样法:
设置正确的中央子午线--》碎步点采集已知点--》求出正确的参数--保存,找没参与结算的已知点去校验一下,误差满足的话,选择点放样功能,输入坐标或者导入坐标,按着手薄上的显示你就可以找到你要找得位置了
第4章两种工程放样方法过程的比较
利用全站仪技术进行点位放样和利用RTK技术进行点位放样不同的原理,决定了两种放样不同的工作流程,我们可以从以下几个方面作以比较:
1.两种放样方法准备工作的比较
此次控制点刚好位于测区内,G001(博识楼C区对面)点和B1(小足球场右侧)点,首先在B1点设置全站仪,然后在G001点架设基座棱镜。
具体步骤如下:
1.放样设置
NTS362R全站仪的文件划分为测量数据和坐标数据文件,坐标数据就是放样数据。
放样时坐标数据可以取自内存文件,也可以是从键盘输入的坐标。
放样数据较多时,通常是通过数据通信由计算机传入全站仪。
1)设置放样文件
全站仪内存中保存着多个文件,放样之前确定存储的数据文件名。
按“MENU”建选择“放样”,直接输入文件名确认,或者选择“调用”。
2)设置侧站点
若测站点坐标已经存入放样数据文件,可以通过输入测站点点号设置,若没有,也可以直接输入坐标。
3)设置后视点
后视点设置除了和测站设置一样,可以输入、调出数据文件中的点号,还可以设置后视方位角。
2.点位放样
(1)如果用极坐标放样,照准后视点置零后,根据计算出的放样数据(角度和距离),用全站仪测距,指挥棱镜手,结合皮尺量距移动,将点位用测钎定出。
若是坐标文件放样,调出文件后,选择“距离”显示模式,照准棱镜后按“测量”,屏幕显示出平距差、偏移角度、高差,只需要调整棱镜位置即可放样出点位。
(2)利用RTK技术进行点位放样的准备工作相对简单。
我们知道,GPS定位技术直接测取的是WGS-84坐标系下的点位坐标。
在实际应用时,我们必须先要解算出WGS-84坐标系和地方坐标系的七个坐标转换参数,这样RTK技术在实际工作中才能够实时获取到在地方坐标系下的点位坐标。
、
为某点在WGS-84坐标系下的坐标,
为该点在地方坐标系下的坐标;
为平移参数,
、
为旋转参数,
为尺度因子。
对于这七个坐标转换参数的解算,我们可以先在手簿中输入三个或三个以上已知控制点在地方坐标系下的坐标,并在测区现场通过测取这三个已知控制点在WGS-84坐标系下的坐标来解算求的。
由于我们通常在应用GPS技术作控制测量时,能够同时获取控制点在WGS-84坐标系下和地方坐标系下的两套坐标值,这样我们可以选择测区范围内比较合适的三个或三个以上的控制点,并将其在WGS-84坐标系和地方坐标系的坐标值同时输入到GPS接收软件中,在测区现场架设仪器并设置好基准站和流动站以后,就可以打开GPS随机软件坐标参数解算程序,选择以上输入的控制点,解算出这七个坐标转换参数(直接使用校点功能,若K值接近于1,则说明转换越成功)从而完成了RTK技术进行点位放样前的准备工作。
随后只需要采集点位数据,与设计坐标值一致即可,高程放样不可使用此方法。
2.两种放样方法具体流程
无论是利用全站仪技术还是利用RTK技术进行点位放样,最终的目的是都要将点位在实地标识出来。
由于两种放样点位的方法进行放样的原理和使用的仪器不同,决定了两种放样方法的过程截然不同。
利用全站仪进行放样时,必须在放样点周围要有两个或两个以上相互通视的已知控制点。
如果没有已知控制点,可以用导线测量的方法在放样点周围测设出两个相互通视的已知控制点。
然后将全站仪架设在与放样点通视的已知控制点上,并以另一个已知控制点作为后视方向
点,将全站仪水平角读数设置为零(即方向零设置),然后就可以根据内业计算出的放样数据实施放样。
在放样过程中,先拨定水平夹角,并指挥工作人员调节前视的距离和方向,最终放样出放样点的点位。
利用RTK技术进行点位放样时,在放样点周围则不需要已知控制点。
放样开始前,先要在整个测区周围选择一个比较适宜的控制点(选择在相对安全,易于发射基准站信号的地方)来架设基准站。
如果是在现场进行控制点匹配,这个控制点可以是未知控制点;
如果是内业输入数据进行匹配,这个控制点则必须是匹配点之一的已知控制点。
在完成基准站的设置之后,根据准备工作阶段的情况进行数据匹配,在确定七个转换参数的解算符合精度要求以后,我们就可以进行点位的放样。
这时,GPS流动站根据基准站发射的卫星信号和数据,实时差分解算出GPS流动站与放样点的地理方位和距离,并随时显示在GPS电子手簿上,我们可以根据GPS电子手簿上显示的数据,通过不断调节地理方位和距离,最终放样出其点位。
全站仪坐标法设站+极坐标法放样
在控制点上架设全站仪并对中整平,初始化后检查仪器设置:
气温、气压、棱镜常数;
输入(调入)测站点的三维坐标,量取并输入仪器高,输入(调入)后视点坐标,照准后视点进行后视。
如果后视点上有棱镜,输入棱镜高,可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。
瞄准另一控制点,检查方位角或坐标;
在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。
利用仪器自身计算功能进行计算时,记录员也应进行相应的对算以检核输入数据的正确性。
在各待定测站点上架设脚架和棱镜,量取、记录并输入棱镜高,测量、记录待定点的坐标和高程。
以上步骤为测站点的测量。
在测站点上按步骤1)安置全站仪,照准另一立镜测站点检查坐标和高程。
5)
记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。
6)
观测员转动仪器至第一个放样点的方位角,指挥司镜员移动棱镜至仪器视线方向上,测量平距D。
7)
计算实测距离D与放样距离D°
的差值:
ΔD=D-D°
,指挥司镜员在视线上前进或后退ΔD。
8)
重复过程7),直到ΔD小于放样限差。
(非坚硬地面此时可以打桩)。
9)
检查仪器的方位角值,棱镜汽泡严格居中(必要时架设三脚架),再测量一次,若ΔD小于限差要求,则可精确标定点位。
10)
测量并记录现场放样点的坐标和高程,与理论坐标比较检核。
确认无
误后在标志旁加注记。
11)
重复6)~10)的过程,放样出该测站上的所有待放样点。
12)
如果一站不能放样出所有待放样点,可以在另一测站点上设站继续放样,但开始放样前还须检测已放出的2~3个点位,其差值应不大于放样点的允许偏差。
13)
全部放样点放样完毕后,随机抽检规定数量的放样点并记录,其差值应不大于放样点的允许偏差值。
14)
作业结束后,观测员检查记录计算资料并签字。
15)
测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对,同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录,以验证标注数据和所放样点位无误。
16)
填写测量放样交样单。
RTK放样
基准站设置
1)将脚架架设到基准站测量点上(有标墩直接将仪器架设在标墩上),脚架的顶部应在可视范围内粗略水平。
2)将三角基座和GPS接收机系统联结在一起,安放在脚架(或标墩)上,并固定连接螺丝。
3)将GPS接收机和供电系统联接(如干电池、电瓶等)。
4)将GPS接收机和接收天线系统联接(接收机内含天线系统的不需此步骤)。
5)
对相位中心不在接收机中心的应将GPS接收机的指示标识指向磁北方向。
6)连接电台发射系统和GPS接收机,电台主机和电台天线,电台主机和电台后备电源。
7)联接接收机和记录用测量手簿或便携式电脑。
将脚架精确整平和对中于基准点。
8)量取并记录天线高度,记录基站测量点的名称、GPS接收机编号、开始测量时间等资料。
9)依次打开接收机主机、电台、测量手簿或便携式电脑。
用测量手簿或便携式电脑设置基准站。
流动站设置
1)在流动站上用脚架或对中杆架设接收机。
2)联接流动站主机和供电电源。
3)联接流动站主机和接受电台,及接收电台天线(含内电台的可省去本步骤)。
4)联接流动站主机和测量手簿或便携式电脑。
用手簿或便携式电脑配置流动站。
5)流动站的初始化。
6)在已知点上架设流动站。
7)整平对中接收机,量取天线高度。
8)用手簿或便携式电脑控制流动站做点位校正。
9)开始执行动态测量任务。
3.两种放样方法优缺点的比较
利用全站仪进行点位放样必须要求测站点和前后视距通视,在放样点和已知控制点不通视时,往往要进行大量的导线测量,无形中加大了工程放样的工作量,而且随着导线测量步骤的反复进行,待测点位的精度也会受到影响。
全站仪放样优点:
①数据处理的快速与准确性。
全站仪自身带有数据处理系统,可以快速而准确地对空间数据进行处理,计算出放样点的方位角与该点到测站点的距离。
我们可以在Autocad中方便地查出OA、OB、OC等各点的X、Y坐标,同时也可以查出相应点的设计高程(Z坐标值),只要把这些数据从电脑中通过数据线传输到全站仪中(一次最多可输入16000个点的坐标值),全站仪便能快速而准确地计算出O、A、B、C等的实际距离(而不是OA、OB、OC等的值)及相应的A、B、C等点的方位角。
由于测距和测角的精度很高,所以完全可以做到精确定点放线。
②定方位角的快捷性。
全站仪能根据输入点的坐标值计算出放样点的方位角,并能显示目前镜头方向与计算方位角的差值,只要将这个差值调为0,就定下了要放样点的方向,然后就可进行测距定位。
③测距的自动与快速性。
全站仪能够自动读出距离数值,只要将棱镜对准全站仪的镜头,全站仪便可很快读出实测的距离,同时比较它自动计算出的理论上的数据,并在屏幕上显示出两者的差值,从而可以判断棱镜应向哪个方向再移动多少距离。
到显示的距离差值为0时,表明那时棱镜所在的位置就是要放样点的实际位置。
④定完一个点后,可按“下一个(next)”键调出下一个要放样的点,重复②~③步骤,便可依次放出其它各点。
⑤由于全站仪体积小重量轻且灵活方便,较少受到地形限制(除非全站仪无法看到棱镜),且不易受处界因素的影响(只要三角架扎稳,一般不会引起仪器的偏移),只要合理保护全站仪,即使在复杂的自然条件下也可以照常工作。
⑥由于所有的计算是由全站仪自动完成,所以放线过程中不会受到参与者个人的主观影响。
利用RTK技术进行放样,不需要放样点和已知控制点之间通视,工作量相对小,并且需要的人力少,一般有三到四个人就可以完成。
但是,由于受高大的建筑物、变压器和通讯发射塔造成的多路径效应和屏蔽现象,给RTK数据链的传输和观测精度造成很大的影响,
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