毕业论文范文——建筑物基础定位测量的研究

存档编号： 武 汉 大 学毕 业 论 文题目 _建筑物基础定位测量的研究_ _专 业： 信息工程 _学 院： 遥感信息工程学院 _年 级： _学习形式： 函授 _学 号： _论文作者： _论文指导教师： _指导教师职称： _ 完成时间： 年 月 日 摘要IAbstractII前言III第一章建筑总平面图和建筑施工图的前期处理11.1建筑总平面图和建筑施工图的判读11.2坐标转换21.3数据的检核6第二章建筑物的定位测量92.1坐标提取92.2放样方法102.3实地放样122.4场平计算132.5异型建筑物的细部放样142.5.1圆弧形建筑物的放样142.5.2椭圆形建筑物的放样15第三章定位测量的误差分析173.1仪器对中误差173.2角度测设误差183.3测距误差193.4点位标定误差19第四章保证放样精度的措施214.1放样极距小于最大边长214.2保证施工控制网的精度214.3 加强放样检核214.4注意事项22第五章总 结23参考文献24附录一：放样坐标数据25附录二：实测坐标数据28摘要本文结合福建信息职业学院新区科技楼群的建筑施工，说明了通过对设计单位提供的数字化建筑总平面图和建筑施工图进行放样点数据转换和检核，并使用全站仪进行建筑物主要点实地放样的一套方案，完成了实地放样。使用南方CASS软件进行了场平计算，同时还探讨了在施工中缺少全站仪的条件下进行异型建筑，包括椭圆、圆弧等细部曲线放样的可行方法。最后对放样精度进行了讨论，并总结了注意事项。【关键词】定位测量坐标转换数据检核Abstract This article combines the science and technology buildings construction of Southwest University of Science and Technology new area, explains a set of method through the digital total flat surface construction drawing and the building construction drawing which provides by the designing department carries on the data transformation and the Inspection, and uses the Total Station Instrument to carry on the building main point setting-out, and completes on the spot setting-out. Uses the NanFang CASS software to carry on the calculation for earth work, at the same time discusses the feasible methods under condition of without the Total Station Instrument to carry on the heterogeneous construction, which including ellipse and circular arc. At last, makes the discussion of setting-out accuracy, and proposes the attentions.Key wordsLocalization survey Coordinates transformation Data Inspection II前言随着我国科学技术水平的迅猛发展和现代化进程的不断加快，建筑物的设计图纸已由传统的手工绘制图纸逐渐转化为用计算机辅助绘图。传统手工绘制的建筑图为了图面的整洁，一般不在图上标注放样点的坐标，这使得对放样点的坐标计算与检核成为了一个复杂而繁琐的过程。然而使用电子建筑图避免了对放样数据进行手工推算，通过软件可以在图上精确的对放样点进行坐标查询、坐标转换等，提高了放样数据处理的效率，加快了放样的进程。电子图纸的广泛使用是当今社会发展的必然趋势。本设计利用建筑总平面图和建筑施工图，采用日本SOKKIASET610型全站仪进行实地放样，阐述了放样的方法，探讨了对异型建筑包括椭圆及圆弧等细部曲线放样的可行方法，并对放样精度做出了评定和讨论，提出了注意事项。精确地对建筑物进行定位测量，对建筑物在实地中的位置和建筑的安全性起到了很好的保证，能准确控制施工质量和节约工程成本，它是施工过程中的重要一环，它贯穿了工程施工的全过程。III第一章建筑总平面图和建筑施工图的前期处理1.1建筑总平面图和建筑施工图的判读建筑总平面图是表明需建的建筑物所在平面位置、周围环境、房屋朝向、绿化等综合信息的图样。通过识读总平面图，可以从总体上直观的了解建筑物的大体造型。一般来说，建筑施工图中都是把建筑物分成多个部分来分别进行成图的，所以看总平面图的时候可以很好的把握建筑物各个部分的相对关系和位置，有利于后面进行的坐标转换和数据审核。建筑施工图则是一种能够十分准确地表达出建筑物的外形轮廓、大小尺寸、结构构造和材料做法的图样。建筑总平面图和建筑施工图是获得放样数据的必要信息源泉和依据，它是一种工程技术的“语言”。充分的认识、看懂施工图纸，是建筑施工放样人员必须掌握的一门技术知识，这有利于提高工程质量，加快工程施工进度。在建筑施工中，房屋必须按图施工，因此房屋所在的位置必须按建筑图上规定的“红线”来确定。通过对建筑图的判读，了解图上的图形、符号、标注所代表的意义，明白具体哪些元素或数据和放样工作有关系，针对它们进行施工放样的前期准备工作。对建筑施工放样工作来说，进行建筑总平面图和建筑施工图的判读，主要从以下几个方面进行：（1）认识标题栏在一张建筑图中，可能分了很多幅图来分别绘制，那么各个图究竟是什么图？哪些图需要进行放样前的处理？这就要通过标题栏来识别。如图1-1，在图上可以看到该标题栏说明了该图为“1区一层平面图”，放样工作一般是放样底层或者一层的轴线和轮廓线，那么这个图正是需要处理的图。图1-1标题栏（2）认识定位轴线定位轴线是表示建筑物的主要结构(如柱、墙)位置的图线。该线亦可作为标注尺寸的基线。定位轴端的编号，代表该轴线的编号，如图1-2所示。对建筑物的放样，就是为了确定该建筑物轴线的位置，识别定位轴线就可以明白究竟要放哪些线。图1-2定位轴线（3）认识标注明白建筑图中标注的尺寸线、标高、角度，在进行数据检核的时候才知道具体如何检核、检核的数据是否正确。这里特别要提出的是建筑图中使用的长度单位为毫米。（4）认识放样点位建筑物的放样工作就是放样出该建筑物的各个轴点、轴线，轴点一般都是轴线与轴线的交点。通过识图，从图上找出需要放样的点位，在坐标转换后，通过CASS软件的点位捕捉功能，得到各个点的坐标数据1。1.2坐标转换清楚的认识了建筑图之后，是进行坐标转换。坐标转换是在建筑物实地放样前最关键也是最重要的工作之一。坐标数据转换的正确与否直接关系到放样工作的正确与否。建筑图上一般会有几个已知坐标点，通过CASS软件可以方便的将未知坐标和已知坐标联系起来进行坐标的数据转换。一般有两种转换方法：（1）坐标直接转换法：坐标转换法是最直接的转换方法，使用这个方法只需要找两对公共点来进行。现通过一个实例来说明坐标的转换方法。图1-3坐标转换前在图1-3中，A、B两点坐标已知，则在CASS软件的“地物编辑”菜单中选择“坐标转换”这个选项，弹出坐标转换对话框。在“公共点坐标转换”一栏中的“转换前”中，拾取图1-3中的A点，再在“转换后”中，输入A点的实际坐标，也就是已知坐标。接着点“添加”按钮，将这一对公共点转换前和转换后的坐标添加到“已有公共点” 中 ，至此，便完成了一对公共点的添加。用相同的方法将B点添加到“已有公共点”中。然后点“计算转换参数”按钮，系统会自动计算出转换前与转换后的“横平移”、“纵平移”、“旋转角度”、“尺度”等信息，最后点“转换”按钮，在图上选择要转换的区域，再确定即可完成坐标的转换。在坐标转换完成后，可以删除部分与放样工作无关的线条、标注等，转换后的图1-3即为图1-4。图1-4坐标转换后用坐标直接转换这个方法来进行坐标转换，它的优点是十分简便和快捷，但是也有一定的不足，就是可能会有部分图形包括线条、标注等，无法完成转换。这时可以将不能转换的图形用“编辑”菜单中的“炸开实体”将该部分图形炸开，再进行转换，一般都能转换成功。但是偶尔还是有炸开实体后仍然不能完成转换的情况。那么可以使用下面的方法来进行坐标的转换2。（2）测站改正法同样以图1-3来为例，A、B两点坐标已知，现在将A、B两点坐标展绘到图上。展绘A、B两点到图上的方法有多种，这里可以使用画直线的命令“line”，在CASS中通过用点的坐标来画直线需要注意的是，输入坐标的时候应该先输入Y坐标，再输入X坐标，这个应该特别重视。用该方法画完直线后该直线的两端点即为A、B两点。这两点的坐标为实际坐标。然后在“地物编辑”菜单中选择“测站改正”，命令行中提示“请指定纠正前第一点”，这时通过捕捉的方式来捕捉图1-3中的A点，之后命令行继续提示“请指定纠正前第二点方向”，此时捕捉图1-3中的B点，命令行提示“请指定纠正后第一点”，这时通过捕捉的方式来捕捉刚才画的直线中的A点，即捕捉了A点的实际坐标，命令行提示“请指定纠正后第二点方向”，此时捕捉刚才所画直线中的B点，最后选择完需要进行坐标转换的对象之后，系统自动将图形转换完毕，并且不会出现有图形转换失败的情况。在设计之初，因考虑到使用该方法可以将选择的图形完全转换，则全部使用这个方法来进行坐标转换。在将各个建筑区坐标分别转换完成后，把3区的图形插入到1区图形的时候，1区和3区本来是有部分图形重合，按道理上说，在插入图形后重合的部分也应该完全重合，但是实际情况却没有重合。而且两个区域的图形有很大的位移，并且比较两个图形的相对大小和在转换前的图形中比较，有很大出入。起初以为是坐标转换中出现了点位拾取的错误造成的这种情况，但是经过多次的坐标转换后发现还是图形不能接上。最终，通过自己多次摸索了和实践之后，发现了出现这种结果的原因所在。坐标转换是通过两对公共点来进行的，在转换的时候两个已知点的坐标都参与到了坐标转换参数的计算中，所以得到的转换坐标就是正确的坐标。而测站改正中使用到的已知点只用到了一个坐标来进行计算，另一个已知坐标只用来定了方向，所以在转换后的图形和原图形相比会出现放大或缩小的情况。了解了产生这种结果的原因之后，可以使用一种变通的方法来解决。首先，用“坐标直接转换法”所述的方法做到“计算转换参数”一步，得到“尺度”数值，该尺度实质为转换前和转换后的比例。假设尺度为1.5，再使用“绘图处理”菜单中的“改变当前图形比例尺”功能，在命令行中输入刚得到的尺度数1.5，之后系统将会把当前图形比例放大1.5倍，再使用上述的“测站改正法”步骤来完成坐标的转换，此时转换后的坐标即是正确的坐标。所以，在进行坐标转换的时候可以视情况来选择坐标转换的方法。“坐标直接转化法”有可能不能将图形全部转换，但是该方法操作简单，不易出错。在使用了“炸开实体”功能后仍不能完成图形的全部转换时，则可以使用“测站改正法”来进行转换。需要注意的就是进行转换前和转换后尺度的计算和改变当前图形的比例尺，这是使用测站改正法最重要的地方，否则会造成严重的转换错误。该方法能将图形一次全部转换，但操作较为繁琐，不过在理解了原理之后用它来进行坐标转换也是十分有优势的。另外，在本次设计中，进行坐标转换的时候，发现了建筑施工图出现了绘图的错误。图1-5 一区建筑施工图在图1-5中，科技楼群1区建筑施工图上用黑色虚线框住的部分建筑，它是3区建筑的一部分，也就是说，在进行完了坐标转换之后，这部分建筑施工图应该和3区坐标转换后的建筑施工图是重合的。3区建筑图如图1-6，虚线部分和图1-5虚线部分就是同一个位置。图1-6 三区建筑施工图但是，在完成了这两个区的坐标转换后，却发现坐标转换后的图中这个相同的地方没有重合。如图1-7。起初以为是自己坐标转换出现了错误，经过多次的坐标转换和数据检核之后，还是发现该部分不能重合。经过和指导教师的研究和讨论，认定该建筑施工图有误。在1区建筑施工图中的3区部分和3区的该部分发生了相对平移，该部分相对于1区远离了0.773米。同样的，在1区建筑施工图中，和4区的重合部分，在2区建筑施工图中，和5区、6区的重合部分，都发生了和上述问题同样的错误。所以在实际坐标转换后，从图上删除了1区和2区中的错误图形，以避免影响施工放样的工作。图1-7 坐标转换后的未重合部分所以，对建筑施工图的检核是一项非常重要的任务，必须将由设计图所引起的隐患事故消灭在施工放样之前, 使工程顺利进行。认真、完整的对建筑图进行检核，可以发现图上的错误，以避免出现工程事故。细小的错误可能会影响到开挖、打桩等与设计不符或者引起建筑物的变形，除了会给施工单位带来不必要的经济损失和影响施工进度之外，重大的错误更是可能危及到建筑物和人身的安全，造成重大工程事故。1.3数据的检核在进行完了坐标转换之后，对图上标注的尺寸和角度进行检核是一件十分细致且繁琐的工作。建筑图在设计的时候可能由于绘图员的疏忽而出现错误的标注或遗漏标注，这就需要放样人员在实地放样前对图上标注的数据进行检核。如果不检核，除了绘图员应承担责任外，放样人员同样要承担责任。通过检核，可以避免施工单位在经济和时间上的损失。（1）长度的检核如图1-8，要检核图中左上角A、B两点间的长度，图上标注尺寸为3600，单位为毫米。要检核这个长度的正确性，根据转换后该两点的坐标数据，来推算出这两点的长度，再与标注的尺寸来比较，看是否和标注的数据一致。图1-8 标注长度在转换后的图上，通过坐标查询可查出图中两点坐标分别为：A（25956.475，17346.979），B（25958.671，17349.832）现根据两点坐标计算两点间的长度：所以，带入数据求得AB=3.60028m=3600.28mm，3600mm和3600.28mm相差不到0.3毫米，这时可以认为AB=3600mm，和图上标注尺寸一致。至此，完成两点间长度的检核。（2）角度的检核要检核图上标注的角度是否和实际的角度一致，可以使用标注命令“dimang”。在命令行输入“dimang”后，选择需要检核角度的两条直线，系统则会自动计算出这两条图1-9角度检核直线间的夹角并在图上显示，如图1-9所示。角度的检核还需要根据转换后的坐标来推算角度，将推算后的角度再与标注进行比较。推算方法和极坐标法推算角度一致，后面将会极坐标法放样时将会详细阐述。（3）坐标的检核完成坐标转换之后，由已知点坐标和角度及距离，推算出未知点坐标，并和图上查出的坐标进行比较来检核坐标转换的正确性。如图1-10中，AB坐标已知，BAC在建筑图中已标注，假设为，AC长度在建筑图中标注为b，那么则可用推算导线点的方法推算出C点的坐标。图1-10 坐标推算检核因为AC方位角AC =AB + BAC = AB + ，又因为tgAC =（YC-YA）/（XC-XA），tgAB =（YB-YA）/（XB-XA），所以：tgAC =（YC-YA）/（XC-XA） = tgarctg（YB-YA）/（XB-XA）+ 因为：（YC-YA）2 +（XC-XA）2 = b2 由两式连立求解可得C点坐标（XC，YC）。用上述方法依次推算出各点坐标后，通过从建筑图上查处各点坐标与计算出来的坐标进行比较，完成坐标的推算检核。第二章建筑物的定位测量建筑物的定位测量，就是对建筑物的放样，工程上也称之为放线，它是将建筑图上设计的建筑物的特征点（包括建筑物的轴线、轮廓线等）在实地当中进行定位。建筑施工单位根据所定出来的轴线点再按照建筑图的要求将建筑物修建出来。建筑物的定位测量，是建筑施工开始时最重要的一个步骤，也是十分关键的一个步骤。任何工程如果没有测量人员首先在现场放样，是很难展开工作的。测量放样工作，是建设者的眼睛，给他们指明了工作的目标，因此它在工程建设中的重要性是不言而喻的。放样工作的及时性牵涉到工程的进展，如有延误，就会使施工计划受到影响。工程的质量要求测量放样点、线的正确性必须达到百分之一百的保证率，即使发生万分之一的错误机率也是不能被容许的。从这两方面来看，测量放样人员在建筑工程中所肩负的责任是重大的。建筑定位的精确程度，直接影响到建筑物在实地上的位置是否符合建筑设计单位的要求，也关系到建筑物自身的安全性。同时，精确定位测量，能够准确的控制施工质量，节约工程成本，它贯穿着施工的全过程。2.1坐标提取在对建筑总平面图和建筑施工图进行坐标转换之后，全部放样点的正确坐标便可以直接从坐标转换后的图上提取出来。使用CASS软件将转换后的正确图形打开，用“工程应用”菜单下的“指定点生成数据文件”功能，系统会提示将坐标数据文件以什么名称存储，之后在图上点取待放样的点，系统便可以自动将该点坐标数据存入刚才指定的文件中，并自动生成点号，如果该点有高程，则会将高程一并存储，没有高程则全部默认高程为零。生成的数据文件扩展名为 .dat，如图2-1，用记事本程序将坐标数据文件打开后，它的数据存储格式为： 点号，地物代码，Y坐标，X坐标，高程图2-1 坐标数据文件使用该方法将所需要的放样点数据全部生成到这个dat文件中后，确保在全站仪关机的状态下将电脑与全站仪通过com端口连接。之后在全站仪上新建立一个文件，比如：JOB4，再选取该文件为当前文件，选择“读入数据”菜单，并确定。然后在CASS软件中将该数据文件用“数据处理”菜单中的“坐标数据发送”“微机-索佳SET系列”（此步根据放样时所用的全站仪型号来选择，本次使用的是索佳SET610全站仪）。之后就可以将坐标数据文件传输到全站仪中。2.2放样方法目前，各种工程施工放样方法众多，有极坐标法、直角坐标法、方向线交会法、轴线交会法、正倒镜投点法、前方交会法等等。在建筑物放样中，当前最常用的放样方法，大部采用的均是极坐标法。在放样范围小于30米的情况下也可以使用经纬仪和钢尺用直角坐标法进行放样。其他放样方法一般都用在道路交通水利等工程项目中3。现在将极坐标法和直角坐标法分别加以阐述：（1）极坐标法极坐标法放样是利用数学中的极坐标原理，以两个控制点的连线作为极轴，其中一点作为极点建立坐标系，根据放样点与控制点的坐标，计算出放样点到极点的距离（极距）及该放样点与极点连线方向和极轴间的夹角（极角），它们即为所求放样数据。由于全站仪具有集测角与测距于一体的优势，为测量放样提供了极为方便的条件，加之它的测距与测角均保持了一定的精度水平，即使在放样距离较远的情况下，仍可满足一定的精度要求。这种仅需测一角一边的极坐标法，如能将仪器架设在建筑区内的制高控制点上，它控制的放样范围很大，甚至整个工程，如在上海市外环线的建设中，某公路的一座立交桥(长450m，双向8车道，最大拱高为15m)，在建设中，只在桥旁中央处一幢多层楼顶上的一个导线点上，用极坐标法放样控制着全桥的施工，该桥从开工桥基打桩，到承台、立柱、盖梁浇注混凝土，到架梁、铺设路面等，一直到高质量的建成通车，所有放样工作只是用了一个测站，一种极坐标放样方法完成的，这不但充分说明了这种放样方法的优越性，而且为一些小型工程建立施工控制网，提供了简化布网方面的经验。在图2-2中，A、B两点是已知控制点，坐标分别为：A（X=25884.217 ，Y=17376.063）B（X=25943.833，Y=17434.001），现在要放样C点（X=25925.736，Y=17307.038）的平面位置。图2-2 采用极坐标法的施工示意图从图2-2可以看出：BAC = AB - AC，又因为AB = arctg(YB-YA)(XB-XA)，代入坐标数据可得AB = 441055.92，同理可得AC = arctg(YC-YA)(XC-XA)= -585822.11=301137.89，所以BAC =AB - AC = -2565041.9。AC点两点距离SAC = (YC-YA)sinAC = (XC-XA)cosAC，用这两个式子计算的SAC应相等，这样可以检核计算的正确性。将数据代入上式中得，SAC = 80.5498米。现在通过CASS软件“工程应用”菜单中“查询两点距离及方位”功能得AC两点距离和AC坐标方位角，如图2-3。图2-3 CASS软件查询两点距离及方位角窗口通过软件计算出的距离和上面手工计算的数据相差0.2毫米，角度上相差0.27秒，这个误差十分的小，这是由于在计算上小数位数的取舍不同所产生的，可以忽略。在坐标转换后，用上述计算角度的方法计算出角度，然后和建筑施工图上所标注的角度数据进行推算检核。（2）直角坐标法直角坐标法放样是根据一条与坐标轴平行的控制线进行的。先在地面上设两条互相垂直的轴线，作为放样的控制线。沿着X轴测设纵坐标，再由纵坐标的端点对X轴作垂线，在垂线上测设横坐标。为了使放样工作精确和迅速，在整个建筑场地应布设方格网作为放样工作的施工控制网。这样，建筑物的各点就可根据最近的方格网顶点来放样。用直角坐标法放样时，所用测量工具简单，且能达到较高的精度。应用这种方法的基本条件是沿着坐标轴方向，以及由坐标轴至各点，都能够直接丈量和相互通视。这种方法只需要量距和测设直角，工作比较简单，只需要使用经纬仪和钢尺就能进行。2.3实地放样现在欲将C点在现场进行放样，则将全站仪安置在A点上，调整好仪器后进入“测量”“放样”模式，输入测站点A的坐标和定向点B的坐标后，以B点为后视点定向，瞄准好B点后将度盘读数置零，然后拨角度-2565042并锁定度盘，此时指挥棱镜手持棱镜在该视线方向上移动，并保持对中杆与地面垂直，使用“平距”模式随时测量棱镜与测站点A的水平距离，当该实测距离与放样距离相差12cm时，便可打桩。再将对中杆垂直立于桩上，再测量平距，不断调整棱镜的位置，当测得平距为80.550米时，对中杆尖端所指的点即是放样点C点。在实地放样的时候，由于放样点的坐标数据已经事先存入了全站仪，比如要放样1号点时可以使用“取DATA”菜单直接取出1号点的坐标数据，此时全站仪会根据测站点和定向点坐标自动计算出放样的距离和角度，因此，全站仪的这个功能使得测量人员省去了繁琐的内业数据计算。由于全站仪的度盘读数是以数字在屏幕中显示的，该读数是以电子动态扫瞄度盘刻划取平均值的结果，和普通光学经纬仪相比是不易出错的，所以一般以半测回定点便可以了，为了避免发生粗差，在定下P点后，可再重复测定一次，以作校核(不必一定要用盘右) 4。放样精度要求达到1/3000以上。实际距离可从数字化建筑图上直接量取，在外业中用钢尺量取放样距离。检核数见下表：表1 放样精度统计表起点终点放样距离(米)实际距离（米）绝对误差相对误差1/n127.111 7.1130.0023556 236.776 6.7780.0023389 346.776 6.7770.0016777 457.112 7.1140.0023557 566.592 6.5930.0016593 676.593 6.5930.000#DIV/0!787.118 7.1140.0041778 896.770 6.7770.007968 9106.776 6.7780.0023389 10117.111 7.1130.0023556 11126.591 6.5930.0023297 12136.591 6.5930.0023297 131418.710 18.7210.0111702 141518.735 18.7210.0141337 151619.002 19.0080.0063168 161718.725 18.7210.0044680 171817.671 17.6750.0044419 181918.726 18.7210.0053744 192017.670 17.6750.0053535 202117.681 17.6750.0062946 212217.680 17.6750.0053535 222316.155 16.1590.0044040 232418.716 18.7220.0063120 242517.670 17.6760.0053535 252616.163 16.1580.0053232 262760.393 60.4130.0203021 272861.216 61.2000.0163825 从表中可以看出，13、14、26、27号点的误差超过了10mm，不符合要求，在实地上需重新放样这些点。2.4场平计算本次设计仅对所放样的1区楼群进行了初步的场平计算。图2-4 方格网土放计算先将该区域的放样点展绘到CASS软件中，再用画复合线命令“pl”将所展点框起来，最后闭合。然后点击“工程应用”菜单，选择“方格网土方计算”，系统提示指定高程数据文件，选择该1区楼群外业实测高程文件之后，命令行提示选择要计算土方的范围，则选中刚才所画的复合线，即选中了该复合线所包围的区域，命令行提示输入方格宽度，这里用默认的20米，之后命令行继续提示选择设计面是什么面，这里选择“1”，即表明设计面为一个平面，最后命令行提示输入目标高程，即设计高程，如果建筑设计单位在设计图中有设计高程，那么这里输入图上设计的高程，如果没有，则需要设计一个高程，要求设计的高程尽量平衡填挖方量，即使填方量和挖方量相等或接近，这样可以减小填挖方的工程量。有可能自己初次设计的高程不能满足填挖方量平衡，那么就要多次重复上述步骤，不断修改设计高程以满足填挖方量的平衡。本次设计通过多次计算，在高程为495.69米时，土方量基本达到平衡8。2.5异型建筑物的细部放样随着经济的蓬勃发展，人们周围的环境中涌现出越来越多的椭圆或者圆弧形建筑，这种建筑物造型美观，立体感强，是技术与美的和谐结合。而且它们的形式也极为丰富多样，有的是整个建筑为圆弧形，但更多的建筑是由圆弧与圆弧、圆弧与直线组合而成。本次设计中的福建信息职业学院新区科技楼群中，就使用了圆弧、椭圆造型。优美的弧形给有限的空间设计提供了更丰富的变化，给了设计师更大的想象空间。使建筑有了起伏的动感，但也给放样工作增加了更大的难度。一般的小型工程单位没有资金购买全站仪，或者稍微大型的单位拥有一两套全站仪，但是由于施工的项目多，有限的全站仪在某个工程项目上使用后就转移到别的项目中去了，并且对这种异型建筑只放样其主要点，那么要进行异型建筑的细部放样就要借助其他方法，通过已经放样了的点来进行。下面就讨论一下圆弧形和椭圆形建筑在缺少全站仪的情况下的放样方法。2.5.1圆弧形建筑物的放样对于圆弧型建筑，可以使用弦线法。设计单位一般会在图上注明该圆弧的半径，如果圆弧半径小于30m，放样人员可能利用全站仪只放样其圆心点，剩下的圆弧上各细部点就可利用钢尺，根据圆心点位置和半径来放样出来。如果半径大于30m，那么放样人员一般会放样几个圆弧上的点，如图2-5，圆弧上A、B两点已标定，其弦长SAB可在现场进行直接丈量，同时亦可将SAB的中点C位置标定出来。圆弧半径R和弧AB所对的圆心角2可从建筑施工图上查出，则可以求得：PC = R-Rcos，若弧AB所对的圆心角未知，则可由半径R和丈量的AB长度求得：。由上式可算得PC的长度后，在实地上做AB的中垂线，并在该中垂线上量取长度等于PC，即可定出圆弧上P点的位置。同理，以AP、BP为弦，用同样的方法又可定圆弧上的细部点。以此类推，用此方法定出足够多的细部点后便可以用于施工5。图2-5 采用弦线法的施工示意图2.5.2椭圆形建筑物的放样椭圆弧的建筑放样可以使用距离交会法。如图2-6所示，椭圆弧AB的端点A、B、M在现场已标定，其AB为长轴，SAB一般标注在建筑图上，同时亦可将SAB的中点O位置标定出来。则OM为该椭圆短半轴，SOM的值也可以从建筑图中得到。以O为原点，以AB方向为Y轴方向，以OM方向为X轴方向，建立直角坐标系。椭圆弧AB上所有的点均可根据这个坐标系进行标定。图2-6 采用距离交会法的施工示意图圆弧上各点的坐标为：1点：X1 = O1 = b，Y1 = 02点：X2 = 22，Y2 = O2 等，各点的坐标值可按下式计算：Yi = Ti*siniXi = Ti*cosi式中，为圆弧上标定点和椭圆圆心O的方向与X轴的夹角，Ti是椭圆弧上的点到椭圆圆心的距离，由设计单位给出。一般建筑图上标注的角度为相邻两条轴线的角度，所以在计算时直接用标注的角度相加即可。根据上述公式计算出1、2、3n点的坐标值。距离交会法除计算出各标定点的坐标值Xi和Yi外，还要计算出相应的1个交会距离L1。在Y轴上按Yi标定出2、3n点后，分别以其为圆心用各点的Li、Xi交会出相应的各点。标定方法为：1.以O为圆心，以X1为半径，再以2为圆心，以L1为半径画弧交出1点（该点实质是M点）；2.以O为圆心，以L2为半径，再以2为圆心，以X2为半径画弧交出2点；3.以2为圆心，以L3为半径，再以3为圆心，以X3为半径画弧交出3点；4.其它点依次类推；5.Li值按下式计算：1点：其余各点：用此方法将所有点标定后便可以进行施工。第三章定位测量的误差分析在工程施工测量放样中，引起放样点位误差的因素包括两部分：一部分是控制测量误差的影响，另一部分是放样测量过程中的误差，它们可用下式表示：m2 总 = m2 控 + m2 放 式中：M 控为控制点误差对放样点处产生的影响，M 放为放样误差。一般情况下，控制点误差对放样点处的影响比放样误差本身小一个数量级，因此下面就重点分析一下使用极坐标法放样时的几种主要误差来源。在图3-1中，角值误差使放样点P横向位移d1，量距的误差使放样点P纵向位移d2，从而影响放样点的平面位置。平面位置从P移到P，在还没有进行场地平整的地面，还波及高程发生变化。A、B为控制点，P为待定点。图3-1 角值误差示意图已知两放样元素极距b和极角，测设步骤为：（1）将全站仪置于A点，测设角度；（2）沿角度方向，测设距离b；（3）将P点固定在桩位上。上述各项工作都将对放样点P产生误差，下面将分别讨论其影响。3.1仪器对中误差设仪器对中中误差为me 。如图3-2所示，设仪器一次对中的真误差为e，由此引起对放样点P产生的位移为m偏1，则e在OX方向的分误差为ex，在OY方向的分误差为ey ,引起后视方向的变化9。图3-2 仪器对中中误差示意图在OX方向的分误差：在OY方向的分误差：由仪器对中误差e引起P点位置的总误差E为：根据真误差与中误差m的关系，即m2 = E2/n，当次数n具有足够大时，则有：3.2角度测设误差设角度测设中误差m。当仪器处于正常工作状态时，角度测设中误差主要是由于仪器本身误差、照准误差、读数误差以及外界影响引起的测角误差等。由上述误差影响放样点P产生的位移中误差为m偏2，显然m偏2=bm/，式中b为放样极距长，m为放样极角中误差，=206265。假定使用的全站仪的标称精度为2，一测回测角中误差取5.5，放样极角中误差：m=*5.5=7.8。综上仪器对中误差和角度测设误差可得：m2 横 = m2 偏1 + m2 偏23.3测距误差设测距产生的纵向位移中误差m纵在放样时，通过全站仪给定的角度确定方向线，沿着方向线给定距离。根据全站仪采用相位测距的原理及一般公式：可得：放样量距的误差主要有真空中光速值测定中误差m、大气折射中误差mn、测尺频率中误差mf、相位测定中误差m、仪器加常数中误差mk，这些误差都可以根据现场测定气象参数（温度、气压），通过有关公式进行计算，给出一定改正数进行改正，通常mD取仪器的标称测距精度，即mD=+（a+b*10-6D），式中a为仪器固定误差，b为比例误差系数。由上述讨论的量距误差，产生纵向误差主要为全站仪的测距误差，即m纵=mD6。3.4点位标定误差设反射镜的对中误差m标。沿着标定的方向线，估计出基本距离，放置反射镜，量测出经过改正的长度，然后，在实地上标出放样点的位置，由于标定点位产生误差，使放样点P产生位移，m标有时产生纵向位移，有时产生横向位移，是一种偶然误差7。综上所述，用全站仪进行放样产生的放样误差，其总量由纵向误差与横向误差及标定误差构成。m2 放 = m2 横 + m2 纵 + m2 标 由、两式可得：从上述误差可知：（1）全站仪极坐标放样的精度与控制误差、对中误差、测角误差、量距误差、标定误差及放样长度b成正比，与两控制点间的距离c成反比；（2）在实际操作中，应选择较远的控制点作为后视点，当cb时，总误差m总可近似地写成： （3）由于仪器对中误差me和标定点位误差m标较小，故放样点的精度主要决定于控制点的精度m控、测角精度m、测距精度mD和极距长b。第四章保证放样精度的措施4.1放样极距小于最大边长最大放样长度b的计算，由式可得： 由于则： 由式说明，对于某种全站仪，采用相同的放样方式时，误差相同的点分布在同一圆周上，且以置镜点P为圆心。对于每一个放样置镜点，可根据各点放样的点位精度要求，由式计算出最大极距b，在半径b的圆周范围内的放样点均能满足精度要求。当采用标称精度为2mm + 2*106、2的全站仪时，由于仪器对中误差和标定点位误差均可控制在1mm之内，根据式可计算出最大放样极距为230m。在实际放样过程中，考虑其它因素的影响，最大放样长度宜控制在200m以内10。4.2保证施工控制网的精度由上述讨论可知，对于一定的仪器设备，采用相同的工作方式时，当确定了最大放样长度后，放样的精度就主要取决于施工控制网的精度。由于全站仪同时具备测角和测距的功能，施工现场控制网一般布设成导线网。导线网应尽量布设成附合或闭合线路。导线测量应符合规范规定的主要技术要求，导线测量完成后应进行精度评定，确保m控+4mm。4.3 加强放样检核对于极坐标法放样，由于其误差不累积，各点相互独立缺乏闭合条件，除采用上述措施提高放样点位精度外，应加强放样检核，且每10个点不少于3个点。检核时一般通过更换测站点或后视点方法进行，若新放样的点与原放样点之差在+10mm之内，就算合格，保留原放样点。对于精度要求高的点位，也可采用双测站方法放样，一方面提高放样精度，另一方面确保放样的正确性。4.4注意事项（1）对施工放样中所用的仪器要进行严格检验和校正，使仪器本身引起的测量误差为最小，达到忽略不计。为了提高放样的精度，一是使用精度较高的仪器，二是采用正、倒镜观测取平均值方法来放样，可以提高放样点的精度。（2）为了施工放样所布置的控制测量，考虑施工建筑物对放样的精度要求，尽量使其控制点引起的放样点位误差达到忽略不计。另外，施工控制点尽量靠近需放样的建筑物,使测站到放样点距离较短，观测条件较好，可以提高放样点的精度。（3）由于施工现场比较复杂，控制点容易被破坏、碾压或碰撞，引起控制点位移，因此，埋设控制点要尽量考虑其位置，并经常检查控制点有无移动现象，并且在点位标定后用水泥将桩位保护起来。保证所使用的测站点和后视方向的控制点的正确性，对一些不经检查，认为可能有问题的控制点不要使用。（4）施工放样中，装有反射棱镜对中杆的前、后倾斜，引起的放样的误差是较大的，也是影响放样点位精度的主要因素，因此，一是要尽量使测站点到放样点之间的距离短些，二是要求通视条件良好，三是尽量降低对中杆的高度，或采用小反射棱镜，四是对中杆上要设有圆气泡，测量时一定要使圆气泡居中。（5）施工放样中，当高差较大时，要特别注意仪器照准部水准管气泡居中，竖轴铅直，另外反射镜面保持与仪器视线垂直。第五章总 结建筑基础定位测量是建筑工程施工中的一项必不可少的工作。因此, 在工程施工前和工程施工中必须高度重视施工测量工作的重要性。本文以数字化建筑图为基础，通过SOKKIA SET610全站仪来进行建筑基础定位测量。通过对数字化建筑图的判读，充分地认识了建筑图上各元素代表的意义，并对图上的数据进行检核，通过坐标直接转换法和测站改正法转换坐标，得出放样数据，检核放样数据的准确性，并利用全站仪实地放样，放样可通过最常用的极坐标法和直角坐标法进行，并探讨了在缺少全站仪情况下进行圆弧形和椭圆形建筑细部放样的方法。放样完成后进行放样精度讨论，最后根据讨论的结果提出放样时应注意的问题。通过本设计，掌握了一套建筑基础定位测量的方法，综合地复习和巩固了所学知识，也通过阅读科技文献等资料了解和掌握了一些新的知识，学会了科学的进行研究和实践的方法，使得在以后的工作和学习中受益匪浅。参考文献1鲍凤英，张雪等.怎样看建筑施工图M.金盾出版社.2002.6:27-29.2孙沛平.怎样看懂建筑施工图和进行施工测量放线M.同济大学出版社.1999.7:53-56. 3郑建平.建筑放样方法的选择J.铜业工程.江西.2001:20-21.4卜艳萍.施工测量放样作业指导书J.西部探矿工程.湖南.2006.1:35-36.5郭海，李云飞等.距离交会法在圆弧筑建施工放样中的应用J.内蒙古农业大学学报.内蒙古.2002.12:3-4.6刘京喜.用全站仪放样桩基工程的精度保证J.企业技术开发.湖南.2005.4:16-18.7蓝善勇.电子全站仪施工放样的点位精度分析J.广西水利水电广西.2005:22-24.8李青岳，陈永奇等.工程测量学M.测绘出版社.北京.1995.5:122-125. 9武汉测绘科技大学测量学编写组.测量学M.测绘出版社.北京.1991.6:78-82.10SWANWICK. THE UNIVERSITY OF NOTTINGHAM SCHOOL OF CIVIL ENGINEERINGM. THE UNIVERSITY OF NOTTINGHAM.2004.04:89-92.附录一：放样坐标数据点号Y坐标X坐标高程117373.06125976.5550.000 217380.14425977.2060.000 317386.65525975.3220.000 417392.29325971.5620.000 51739