椭圆形建筑物测量放线施工方案.doc

1、椭圆形建筑物测量放线施工工法中建保华建筑有限责任公司丄、八、亠1. 冃I言随着现代化建筑物的不断发展，其外在造型也越来越丰富、新颖和多样化。因此，在 建筑工程施工中，我们经常会遇到一些平面、立面设计较为复杂的建筑物，例如扇形、椭 圆形、正多边形等，其中椭圆形建筑物外形较美观、富有动感，较多地用于体育馆、展览 厅、饭店等大型公共建筑上。由于椭圆形建筑物施工放线，远比一般的矩形、圆形等简单几何图形要复杂得多，对 测量工作者而言，也常常感到较为辣手，而且存在放线方法不一，有的方法很繁琐、放线 的精准度也难以得到保证。为此，下面叙述一种采用全站仪(或经纬仪)和计算机AutoCAD 软件极坐标辅助法，从

2、而快速准确地完成椭圆形平面定位放线，并通过一个在施工程实例 加以说明。该工法具有一定的推广应用价值。2. 工法特点传统椭圆形放线主要依据解析几何法先进行内业计算后，再用经纬仪与钢卷尺联合放 线，但是存在计算工作繁琐，施工操作麻烦，如果场地平整情况不好或平面形状多变，极易 出错。因此，本工法与常规测量相比较，具体以下特点：(1) .测量精度高、速度快、内业计算量小根据椭圆形平面位置，建立极坐标系，借助计算机 Auto CAD虽大的运算功能，快速标 出椭圆形任意两条线间的夹角和所测设椭圆轨迹上控制点的距离，再采用全站仪(或经纬仪 和钢卷尺)快速完成轴线点定位，从而降低了椭圆形放线的难度，提高了放线

3、工作的速度和 精准度。(2) .受外界施工条件影响少，便于检测和纠正由于能即时得出点位坐标和偏差信息，既降低测量施工的难度和强度，还可以结合放 样点坐标进行反验算，随时纠正偏差量。(3) .与其他几种方法比较，具有如下优缺点序号方法优点缺点局限性1直接拉线法操作简便精度不咼用于长半轴10m以下2几何作图法施工麻烦，桩点多精度不咼受场地的局限3直角坐标法施工操作方便内业计算量大，易出错桩点较多4极坐标法施工操作方便内业计算量大，易出错桩点较多5极坐标和计算机辅助法施工简便，精度较高 内业计算工作量很小不受施工场地限制， 桩点较少（4）、适应范围适用于一般椭圆形、弧形建筑平面测量定位的各类建筑物的

4、测量3. 工艺原理3.1椭圆形平面曲线的数学方程式（1） 椭圆的定义：在一个平面内，到两定点 D1、D2的距离之和等于常数的点的轨迹， 就叫做椭圆。两定点叫椭圆的焦点，焦点之间的距离为焦距。（2） 椭圆数学方程式：在一个直角坐标系中，将经过焦点 D1、D2为X轴，D1D2线段 的垂直平分线为丫轴，其椭圆方程式为：x7a2 + y2/b 2=1（ a为长半轴，b为短半轴）。 3.2椭圆形极坐标法计算式如右图3-1所示，以椭圆平面的圆心 0为原点，厂建立直角坐标系，以长轴（a）和短轴（b）为直径，.分别作圆。设P点为椭圆曲线任意一点，连接0P由 /I.P点向长轴AB作垂线PE,并向上延长交长轴圆于

5、 G .匕：4、帚 x卡 L点，连接0G交短轴圆于F点。连接PF，并向短轴I TkJjT |CD延长交于H点，PH亦为短轴CD的垂直线。_/设OP与短轴CD的夹角为B,设0E为x方向的 增量 x，PE为 y方向的变量 y，OP为射线，长 度设为S。在直角三角形OPE中，OP=U=OE+pE=A x2+A y2OP=S= OE2 PE2 = Cx2 Qy2设 CGE=，贝U HOG= OGE=在直角三角形 OGEK OE=A x=ax sin二在直角三角形 OFH中, OH=PEA y=bx cos当B角为已知时，贝U：TgB =OEPECX = a sin 日=aCy b *cosrb移项可得

6、：tgr = btg B,CX2 Qy2a r =arctg ( - *tg B) S = OP = a上式说明：角与B角为函数关系，若每次测点时，设定一个B值，则有相应的角值，随之可求出 x、 y值，OP长度也可求出。3.3用CAD软件完成椭圆形极坐标点标注在AutoCAD软件界面中，根据图纸所给点的椭圆尺寸建立所测设的椭圆极坐标系，以 长轴方向为X轴，短轴方向为y轴，椭圆中心点或焦距点为极坐标原点，采用极坐标追踪 技术，可以很方便地完成椭圆轨迹上定位点极坐标值的标注。4. 测量仪器及内业要求4.1测量仪器进行椭圆形建筑物测量放线，主要涉及到以下仪器，见下表：测量仪器一览表表4-1仪器名称规

7、格及型号数量（台）用途全站仪GTS332W1定位及轴线投测电子经纬仪DT202C1定位及轴线投测自动水平准仪DZS3-12高程测量激光铅垂仪D2J31竖向控制线投测钢卷尺50m2平面尺寸测量水准塔尺5m2高程测量4.2内业计算椭圆曲线上点位的数据计算：采用极坐标法，辅以计算机软件CADS序进行角度和尺寸标注，可以较少繁琐的数学计算，其结果也很准确，避免了人为计算错误。在平面放线 过程中，应对计算机软件标注的数据进行检验复核， 确保投测的结果与设计图纸尺寸一致。 4.3资料填写工程测量资料应随施工进度填写齐全，并报送监理工程师签字归档。主要填写的测量资料有：工程定位测量记录；基槽验线记录；楼层平

8、面放线记录；楼层标高抄测记录；建 筑物垂直度、标高观测记录等。5. 操作工艺要点5.1用CAD程序绘图，并进行椭圆极坐标尺寸标出假设一个椭圆平面建筑(见下图5-1所示)，其长轴为80m (2a),短轴为40m (2b), 要测定椭圆轨迹上36个等分点位的极坐标，以椭圆的圆心为坐标原点，每次测点以对平 面的夹角为10,则该椭圆轨迹上136点各点与中心点O的距离S值，采用CAD软件程 序的极坐标定位功能，则可在图上直接对各点进行定位，并一一标注出各点的极坐标值， 列出表格后，以供现场测量人员测设使用。17 165.2现场施工放线程序(1) 按照设计平面图和测量规划部门所提供的定位坐标控制点，先测定

9、椭圆中心点的坐标位置，并测出长轴和短轴四个端点的位置(即1、10、19、28点)，如上图5-1所示。(2) 将全站仪(或经纬仪)安于中心点 O点，对中调平，并使上下度盘的 O点对齐。(3) 先将视线对准D点，后转动180对准C点作校核，无误后，使视线向右移动10(即B 1 = 10)，在视线方向读取(或用钢卷尺精确量取) S2= 20.230m,得2点；再向 右继续转动10(即B 2= 20)，在视线方向同样量取S3= 20.940m,得3点，其余各点 依此类推。(4) 椭圆在第二象限内的各点位置值与第一象限内的各点相对称，如S11= S9, S12= S8,S13= S7 等。(5) 顺滑连

10、接1、2、37各点，即可得到椭圆平面在第一象限内曲线的中心位置。(6) 椭圆在第三、四象限内的各点位置值，可分别依据第一、二象限内对应点的180。倒 镜值，如第三象限内的27点，可在第一象限内的第9点确定后，倒镜180,在视线方向 精确量取S14= 38.305m,即可得点27。其余各点的求取方法相同。(7) 检查校核在放线测设工作完成后，或每一点位置测定后，尚须用相邻两点之间的水平距离进行检查校核，其方法是用余弦定理计算出各点间的水平距离。例如：12点间的距离：已知 S1= 20m S2= 20.230m,B 1= 10，贝U点 1 2= U202 + 20.232 - 2 汉 20 汉 2

11、0.23汉 cos10 = 3 514m同理得到点 2-3 =、20.23220.942 - 2 20.23 20.94 cos100 = 3.657m点 7-8 = J30.2372 +34.4152-0 = 7.005m6. 泰山饭店工程椭圆形放线运用实例6.1工程概况北京泰山饭店是一栋正在兴建的五星级饭店，总建筑面积74403平方米，地下2层,地上18层。主楼平面为椭圆形，见图6-1所示，长轴长度为76.8m，短轴长度25.8m。6.2 放线测量方案（1）根据测绘院提供的红线桩坐标点，以椭圆形中心点和纵横中心线为基准线，建立 基准控制线，地下和地上均以此为依据。（2）要求设计单位提供本建

12、筑平面定位电子图。（3）采用极坐标，利用AutoCAD辅助线，以椭圆形中心点及两个焦点为圆心，建立极 坐标系，在图上可方便地标注出椭圆曲线上各轴线控制点的极坐标值。（ 4）以椭圆形圆心或焦点作为极坐标原点，用全站仪（或经纬仪和钢尺）进行各轴线 控制点的测定。6.3 椭圆平面控制网的测设1）根据测绘院所提供的建筑物坐标点，按照测量方案，完成椭圆形平面的定位控制 桩点和轴线控制线的布设，遵循“先整体、后局部” ，“先地下，后地上”的原则，纵横方 向采用井字形平面控制网， 椭圆形采用极坐标方法进行定位， 建筑物的主控制点、 主轴线， 需经反复校核检查，确保准确无误。2）依据前面所述的椭圆极坐标定位原

13、理，利用 AutoCAD#算机辅助绘图软件，按照设 计院所给定的主楼定位图，确定椭圆上各轴线定位坐标点，分别标注出椭圆轨迹上控制点 的极坐标值，再使用全站仪（或经纬仪测角法）可以很方便地完成椭圆曲线点定位测量。 地下室部分椭圆平面具体各点位的极坐标值如下： 如下图 6-2 所示，将主楼平面四分之一椭圆圆弧上对应于各轴线点，共分为 13段 弧段，分别向椭圆中心连线，标注出各点的极坐标值（ S、B）。 以椭圆形中心点0为原点，椭圆形平面长轴线为x轴，短轴线为y轴，建立极 坐标系。 根据设计图纸中所给定的椭圆曲线段上各坐标点的位置，在椭圆曲线上分别按照AN点顺序进行编号标注，如下图所示。 将各控制点

14、的极坐标值进行列表（见下表 6-1），测量施工时以此表数据进行投测。 根据椭圆曲线的对称原理，在确定第一象限四分之一椭圆的点位后，其余三个象限 的椭圆曲线可依次确定。A B C D E_ A.齢2癲疲二各峨啟飜坐腿：S. 0)极坐标B角与极距S的对应表 表6-1点位号极距s(mm)角度(9)点间距离(mmA12860904086B1342472 1648 ”2599C1431962 1036 ”2041D1526155 843 ”2964E1692646 2139 ”4651F2004635 2923 ”4620G2353927 1457 ”4571H2723120 4027 ”4492I31

15、00215 142 ”2328J3299412 nr ”2185K348799 2230 ”2134L367286 926 ”1327M378733 1649 ”587N383600 00 ”6.4投测放线步骤1）地下室部分测设 根据已经确定好的轴线控制网，进行椭圆平面轴线点位的布设。椭圆长轴方向控制线MM2与纵向轴线24轴重合，短轴方向设三条控制线，分别是 N3N4、N5N6、N7N8，其中 N5N6与横向轴线H轴重合，N3N4 N7N8分别距离横向轴线 M D为2m。0点为椭圆圆心点。 基础施工阶段，采用“外控法”，即外围轴线控制点在建筑物之外进行投测，控制网 的控制桩点应选择在距离基坑边

16、 3m左右，地质坚固、便于通视、且能长期保存的地方。 先测设椭圆平面的圆心 0点，然后在长轴上将01、02点位投测出来。 将全站仪（或经纬仪）置于圆心0点，对中调整平后，将镜头先对准01点，后转180 对准02点做校核，无误后，可正式开始测设工作。 根据轴线点位极坐标B角与极距S的对应关系（见上表6-1 ），将镜头从0M仿向反 时针转动6 926，在视线方向精确读量（或量取）S仁36.728m得测点L,继续反时针 转动9 2230 ”，在视线方向精确量取 S仁34.879m得测点K,依此类推，完成所有测 点。 用表6-1中的点间距离进行检查校核，确认所测点位置的正确性。2）地上部分测设 地上部

17、分测设采用内控法。根据基础部分的外围控制桩点，将椭圆形平面的内控点位O 01、02分别投测在土 0.000结构楼板上（即在楼板内预埋 200mrK 200mrK 4mm!冈板,钢板面用电钻钻孔做永久性标志点），主体施工时，沿控制点垂直方向在各层楼板处留300mm直径洞，每次安置激光铅垂仪由控制点向上投测，楼层面用有机透明塑料板制作的 激光接收靶接收后，来准确投测出我们所需的椭圆定位点O 01、02 根据主体施工进度安排，椭圆形平面需划分为三个流水作业段，故应按照第一流水段椭圆定位点建立极坐标系，并确定各轴线控制点的极坐标值。同样采用计算机CAD快速准确地标注出各点的极坐标值。 以第一个流水段为

18、例，见下图6-4所示，通过三条控制线，测设两个内控点 01, 02, 以01为极坐标原点，将经纬仪架设在 01点位上，对中调平后，对准 02点位，然后转动 90对准控制线2做校核，无误后，可正式开始测设工作。 将经纬仪架设在01点，采用极坐标法进行该段椭圆形上各轴线点位的投测，投测方 法与地上部分相同，就不再赘述。最后，作好点距的校核工作，以确保其准确性。W -疵理鲤2 性控1嗨功内船跖叫妙梅匾内翌贞图3地上平而楼层披线定位图灌瑕）7. 质量标准7.1各平面轴线放样及细部放样根据主控制轴线进行引测，用全站仪（经纬仪）采用极坐标点法定位后，将各轴线投 测出来，并校核无误后，再依次放出细部线，采用五线制（轴线、柱身线、模板安装控制 线、外墙柱-20cm线、门窗洞口的边角线）。墙体模板拆完后，要及时抄测 50标高线。轴 线的竖向投测的允许误差详下表：轴线竖向投测的允许误差表表7-1项目允许误差（mrj）每层 3总高（HH 30m 57.2竖向控制轴线的投测：竖向用激光铅垂仪投点，在主控制点上架设铅垂仪，将垂点引测至上一楼层后，用 一测回法转角测设南北控制线，