六施工放样的方法和精度分析PPT课件

测绘科学与工程学院,第6章施工放样的方法和精度分析II,工程测量学多媒体课件,“南水北调”穿黄工程II-B标段北岸竖井开挖衬砌第10环施工放样(2006年10月31日),.,2,分节目录,6.2坐标法放样,6.3其他直接放样方法,6.4归化法放样,6.5刚体的放样定位,6.6高程放样方法,6.1施工放样的概念,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,6.8施工放样新技术,.,3,水准仪法,全站仪法,一般方法,倒尺法,悬挂钢尺法,常用方法,GPS-RTK法,6.6高程放样方法,.,4,1.水准仪法（1）一般方法,依几何水准测量的原理，两点之间的高差：,可得待放样点上水准尺的读数：,适用于地势平坦、水准仪和水准尺均比较容易安置的情况。,6.6高程放样方法,.,5,1.水准仪法,6.6高程放样方法,.,6,1.水准仪法,腰线,为了指示巷道掘进的坡度而在巷道两帮上给出的方向线。,6.6高程放样方法,.,7,1.水准仪法（2）倒尺法适用场合在隧道(洞)、矿井巷道内等场合，如果水准点标设在顶部，水准尺无法在点上正立地放置。,6.6高程放样方法,.,8,1.水准仪法（2）倒尺法,6.6高程放样方法,两点之间的高差：,则待放样点上水准尺的读数：,.,9,1.水准仪法（3）悬挂钢尺法,基坑高程放样,6.6高程放样方法,钢尺弹动,读数误差,.,10,1.水准仪法（3）悬挂钢尺法,建(构)筑物的高程放样,6.6高程放样方法,室内地坪标高,底层1m标高线,某层1m标高线,楼梯间,电梯间,传递孔,结构首层,待测楼层,.,11,1.水准仪法水准仪法高程放样的关键问题依据水准测量原理，计算待放样点处水准尺应有的读数。,6.6高程放样方法,.,12,2.全站仪法,6.6高程放样方法,.,13,2.全站仪法（1）天顶测距法,棱镜,铁板,测距光束,全站仪,水准仪,6.6高程放样方法,.,14,2.全站仪法（2）一般方法(三角高程测量),仪器高,觇标高,竖直角,斜距,比较与，指挥并放样出高程点B。,6.6高程放样方法,.,15,6.6高程放样方法,2.全站仪法（3）无仪器高法,比较与，指挥并放样出高程点B。,.,16,3.GPSRTK法放样,6.6高程放样方法,大地高,正高,正常高,高程异常,我国规定采用的高程系统是工程测量中常用的,“高程系统”的问题,.,17,3.GPSRTK法放样突出问题：虽然GPS能给出高精度的大地高，却由于没有一个具有相应精度、高分辨率的似大地水准面模型，致使GPS大地高到GPS正常高的转换精度严重降低通行的做法：在GPS网中用水准测量或三角高程测量的方法施测一定数量的高程控制点，然后利用高程控制点的大地高和正常高求得高程异常值，并据此拟合出局部似大地水准面形状，进而推算出测区内其他GPS点的高程异常和正常高。,6.6高程放样方法,.,18,高程放样,水准仪法,全站仪法,一般方法,倒尺法,悬挂钢尺法,天顶测距法,一般方法,无仪器高法,高程点的标设,水准测量原理,三角高程测量原理,铅垂测距,6.6节小结,GPSRTK法放样,大地高-正常高,.,19,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,一、铅垂线放样二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量（二）烟囱的施工测量,.,20,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,一、铅垂线放样应用领域：高层建筑、铁塔、烟囱、电梯井、地下铁道竖井等高耸建筑物或深入地下的建筑物测量目的：保证建筑物的垂直度放样方法：经纬仪弯管目镜光学铅垂仪激光铅垂仪,.,21,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,一、铅垂线放样（一）经纬仪弯管目镜法,只要将通常所用的经纬仪（全站仪或激光经纬仪），卸下目镜，装上弯管目镜，望远镜的视线就可以指向天顶。,.,22,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,一、铅垂线放样（一）经纬仪弯管目镜法,北京光学仪器厂_弯管目镜(JF19),.,23,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,一、铅垂线放样（一）经纬仪弯管目镜法实际操作时，通常使照准部每旋转90向上投一点，这样就可得到四个对称点，取其中点为最终结果，就可提高投点精度。,.,24,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,一、铅垂线放样（二）光学铅垂仪法,.,25,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,一、铅垂线放样（三）激光铅垂仪,索佳LV1型激光铅垂仪,苏一光_DZJ2激光垂准仪,苏一光_JC100激光垂准仪,.,26,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量主要问题：控制竖向偏差，即各层轴线如何精确地向上引测？,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010),.,27,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制为保证高层建筑竖直度、几何形状和截面尺寸达到设计要求，必须首先建立较高精度的施工测量控制网,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010),.,28,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制普遍采用的控制形式是内控制内控制：在建筑物的00面内建立控制网，在控制点竖向相应位置预留竖向传递孔，用仪器在00面控制点上，通过传递孔将控制点传递到不同高度的楼层。,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,29,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制实施策略：“分段投测、分段控制”将建筑物按高度分若干投测段（15层左右约50米）将第一段00的控制点投测至第二段的起始楼层经检测调整后重新建点，相当于将第一段控制网升至第二段，作为第二各楼层的控制其余类推其目的：提高工效，防止误差积累，顾及仪器性能并减少外界的影响,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,30,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,31,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,每一个投测段的施工测量实施步骤：顾及建筑物的形状，在底层布置矩形或“”字控制网，并转测至建筑物的00面，经复测检核后，作为建筑物垂直度控制和施工测量的依据用铅垂仪或经纬仪（全站仪）加弯管目镜或激光投点仪,在00面控制网点作竖向传递，将控制点随施工进程传递至相应楼层,.,32,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,轴线传递孔,控制点铅垂方向上每层楼板预留有相应的传递孔，尺寸约30cm30cm,.,33,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,在接收位置，透过接收靶看到激光铅垂仪投上去的激光斑点，并做记号；或者，由光学铅垂仪或经纬仪的操作人员通过调焦看到接收靶上的“”字线的交点位置。,刻有“”字线的有机玻璃,接收靶,.,34,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,35,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,为消除仪器的轴系误差，仪器在每站投测时应采用四个对称位置分别向上投点，并取四个点的平均位置作为最后的投测点;测距检核。,.,36,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,吊线坠法,外控法,.,37,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量1、垂直度控制,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,38,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量2、层面细部放样、垂直度计算及精度分析经过竖向测量将内控制网投影到各层上。以传至某层的控制点为依据，恢复楼层控制网的控制轴线；用经过检核、调整后的控制轴线，放样建筑物的楼层轴线，进行模板安装及施工。,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,39,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量2、层面细部放样、垂直度计算及精度分析在楼层的相应位置选择n个有代表性的特征点。拆模后，根据各楼层控制网的控制轴线，量取施工后各特征点的实际位置，计算与设计位置的偏差施工(xi,yi)。,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,评价和衡量高层建筑工程质量的重要指标,.,40,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量2、层面细部放样、垂直度计算及精度分析0层的特征点坐标的测量误差：,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,全站仪对中误差,定向误差,测角误差,测距误差,极坐标测量,1mm,1mm,2mm,不会超过2.5mm,.,41,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量2、层面细部放样、垂直度计算及精度分析第i层的特征点坐标的测量误差：,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,仪器对中误差m1,铅垂仪自身误差m3,投测点位标定误差m2,1mm,3.2mm,0.5mm,4.21mm,+使用激光铅垂仪进行竖向投测所产生的误差,如果标称垂准精度为1/30000、楼高为96m，,3.39mm,全站仪极坐标测量误差2.5mm,.,42,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量3、高程传递悬挂钢尺法,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,室内地坪标高,底层1m标高线,某层1m标高线,楼梯间,电梯间,传递孔,结构首层,待测楼层,.,43,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量3、高程传递全站仪天顶测距法,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,棱镜,铁板,测距光束,全站仪,水准仪,.,44,二、高耸建筑物的施工放样（一）高层建筑物的施工测量3、高程传递精度要求,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010),.,45,二、高耸建筑物的施工放样（二）烟囱的施工测量,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,46,二、高耸建筑物的施工放样（二）烟囱的施工测量建筑特点：基础面积小、主体高、地基负荷大、垂直度要求高施工方法：多采用滑模施工法烟囱施工测量的主要任务：严格控制烟囱的中心位置，确保主体的垂直度。,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,47,二、高耸建筑物的施工放样（二）烟囱的施工测量垂直度要求：,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,烟囱工程施工及验收规范GB50078-2008,.,48,二、高耸建筑物的施工放样（二）烟囱的施工测量1、基础定位和施工,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,1.5H,在金属板上标定，是指导施工的主要依据，用来控制烟囱的半径和垂直度，并进行沉降和倾斜观测。,.,49,二、高耸建筑物的施工放样（二）烟囱的施工测量2、筒身施工测量（1）轴线外控法经纬仪分别安置在轴线控制桩A、B、C、D点上瞄准基础面上的轴线点，将轴线向上投测到筒身施工面的边缘并做标记按标记拉两根小线绳，其交点即为烟囱中心点,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,.,50,二、高耸建筑物的施工放样（二）烟囱的施工测量2、筒身施工测量（2）轴线内控法将激光铅垂仪安置在烟囱底部的中心点上，在工作平台中央安置接收靶，烟囱每滑升2530cm，就浇筑一层混凝土，在每次滑升前后各进行一次观测。,6.7高耸建筑物的铅垂线放样,滑升模板施工工艺,.,51,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用二、地铁隧道施工放样中的盾构姿态自动测量三、网络RTK在跨海大桥工程放样中的应用,6.8施工放样新技术,.,52,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用顶管施工是一种非开挖施工技术，适合各种无法实施开挖地区的各种地下市政工程施工。,6.8施工放样新技术,顶管施工现场,.,53,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用,6.8施工放样新技术,顶管施工现场,施工中管道内状态,.,54,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用,6.8施工放样新技术,DH1200、DH800泥水平衡顶管机,TCM泥水平衡1350顶管机,.,55,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用顶管施工测量的目的：测量出顶管机头当前的位置，并与设计管道轴线进行比较，求出机头当前位置的左右偏差（水平偏差）和上下偏差（垂直偏差），以引导机头纠偏。为保证顶管施工质量，机头位置偏差必须加以限制，因此纠偏要及时，做到“随测随纠”。,6.8施工放样新技术,.,56,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用目前，国内顶管大都为直线顶管，而且距离近，在工作井内，能与机头直接通视，因此测量机头的位置比较简单。在工作井内安置经纬仪和水准仪，或激光指向仪，并在机头内安置测量标志，就可以随时测量机头的位置及其偏差。,6.8施工放样新技术,.,57,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用最近几年，在特殊情况下，进行了曲线顶管，而且距离远，在工作井内不能与机头通视，井下安置的仪器无法直接测量机头的位置，必须用导线测量的方法在管道内逐站测量至机头，以求出机头的位置偏差。,6.8施工放样新技术,.,58,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用曲线顶管施工测量面临的问题：1）在管道中进行人工导线测量作业条件差，操作困难，测量时顶管必须停止，占用时间多，当进行4站的管道测量时，一般用时23小时；2）管道内的导线点随顶管一起移动，每次测量都必须由井下开始全程进行，要做到“随测随纠”，相当困难；,6.8施工放样新技术,.,59,一、测量机器人在顶管施工放样自动化中的应用曲线顶管施工测量面临的问题：3）曲线顶管，尤其是小半径的曲线顶管，机头的控制更加困难，更加要求及时纠偏，因此测量频率更要提高，难以满足。,6.8施工放样新技术,解决方案：采用顶管自动引导测量系统指导施工。,.,60,6.8施工放样新技术,.,61,6.8施工放样新技术,.,62,6.8施工放样新技术,.,63,二、地铁隧道施工放样中的盾构姿态自动测量在隧道挖掘过程中，获取盾构的姿态参数非常重要，因为它不仅对盾构前进的方向给出指导，而且是后续调整盾构姿态的基础。,6.8施工放样新技术,沈阳重型机械集团有限责任公司盾构机-直径11.38m,南水北调中线穿黄工程隧洞盾构2007.07.08,.,64,二、地铁隧道施工放样中的盾构姿态自动测量隧道掘进机(TunnelBoringMachine,TBM)引导系统，是盾构工程施工的关键部件。TBM自动引导系统利用先进的测量、电子传感器和计算机技术，计算TBM的位置、姿态和趋势信息，并与设计隧道轴线（DesignedTunnelAlignment,DTA）进行比较，以直观的方式图文并茂地给盾构机操控人员实时地提供信息。,6.8施工放样新技术,.,65,二、地铁隧道施工放样中的盾构姿态自动测量盾构自动导向系统采用的方法：激光方法主要以英国的ZED和德国的VMT为代表，两种产品在包括英法隧道、上海地铁、天津地铁、黄河隧道的建设中得到应用。棱镜方法以德国的PPS为代表，其产品包括在广州地铁、西班牙巴塞罗那地铁、美国、澳大利亚、苏黎世等数十个地下工程施工中导向。,6.8施工放样新技术,.,66,二、地铁隧道施工放样中的盾构姿态自动测量,6.8施工放样新技术,.,67,三、网络RTK在跨海大桥工程放样中的应用施工方案：变水上施工为陆上施工。在两个主桥墩位置各沉放一个预制钢施工平台，每个预制钢施工平台由12个导管架组成，通过测量指挥导管架沉放到位后，在导管中打入钢管固定导管架，拼装作业平台。,6.8施工放样新技术,.,68,三、网络RTK在跨海大桥工程放样中的应用某跨海大桥工程连接岸上深水港航运中心与30km外的近海小岛，为满足航运的要求