施工放样课件.ppt

1、第第 六六 章章 工程建筑物的施工放样1.1.建筑限差和精度分配建筑限差和精度分配2.2.常用的施工放样方法常用的施工放样方法3.3.特殊的施工放样方法特殊的施工放样方法4.4.道路曲线及其放样数据计算道路曲线及其放样数据计算1.建筑限差分配原则建筑限差分配原则2.点和直线的放样方法点和直线的放样方法3.曲线坐标计算与放样曲线坐标计算与放样一一.工程建（构）筑物是工程建筑物和工程构筑物的总工程建（构）筑物是工程建筑物和工程构筑物的总称。称。二、施工放样的任务二、施工放样的任务 将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程按设计要求，以一定的精度在实地

2、标定出来，作按设计要求，以一定的精度在实地标定出来，作为施工的依据。为施工的依据。三三.放样与测量的主要区别放样与测量的主要区别放样放样目的和顺序与测量恰好相反，测量是将地面目的和顺序与测量恰好相反，测量是将地面上的地形、地物描绘到图上，而放样是将图上设上的地形、地物描绘到图上，而放样是将图上设计的工程建（构）筑物标定到地面计的工程建（构）筑物标定到地面。工程建筑物的施工放样概述工程建筑物的施工放样概述四四.确定放样方法要点确定放样方法要点 熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图 找出主要轴线和主要点的设计位置以及各部件找出主要轴线和主要点的设计位置以及各

3、部件之间的几何关系之间的几何关系 结合现场条件、控制点的分布结合现场条件、控制点的分布 现有的仪器设备现有的仪器设备建筑限差：工程建筑物竣工之后实际位置相对设建筑限差：工程建筑物竣工之后实际位置相对设计位置的容许偏差，计位置的容许偏差，又称设计或施工允许的总误差。又称设计或施工允许的总误差。建筑限差与建筑结构、用途、建筑材料和施工方法建筑限差与建筑结构、用途、建筑材料和施工方法有关有关，且且应遵循我国现行标准执行。应遵循我国现行标准执行。如混凝土结构工程施工及验收规范、钢筋混如混凝土结构工程施工及验收规范、钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程、建筑安装凝土高层建筑结构设计与施工规程、建筑安装工

4、程施工及验收技术规范等。工程施工及验收技术规范等。6.1 6.1 建筑限差与放样精度建筑限差与放样精度1.1.按建筑材料需要的精度高低排序为：按建筑材料需要的精度高低排序为：钢结构钢结构 砼结构砼结构 混凝土结构混凝土结构 土石方工程土石方工程2.2.按施工方法排序为：按施工方法排序为：l预制件装配式预制件装配式现场浇灌式现场浇灌式l螺栓连接钢结构式螺栓连接钢结构式电焊连接钢结构式电焊连接钢结构式l砼柱、砼梁、砼墙施工总误差允许为砼柱、砼梁、砼墙施工总误差允许为101030mm30mml高层建筑物倾斜要求为高层建筑物倾斜要求为1/10001/100020002000。l钢结构施工的总误差允许钢

5、结构施工的总误差允许1 18mm8mm（随施工方法）；（随施工方法）；l土石方工程施工的总误差允许约土石方工程施工的总误差允许约10cm10cm。1 1）等影响原则）等影响原则 2 2）忽略不计原则）忽略不计原则 3 3）按比例分配原则）按比例分配原则对大多工程，施工规范对大多工程，施工规范仅对建筑限差有明确的规定仅对建筑限差有明确的规定，并无测量精度要求，所以要在测量、施工、制造等并无测量精度要求，所以要在测量、施工、制造等方面间进行误差分配。方面间进行误差分配。6.1.2 6.1.2 放样精度的确定方法放样精度的确定方法1 1）等影响原则）等影响原则设：设计容许误差为设：设计容许误差为，允

6、许测量误差为，允许测量误差为1 1，施，施工误差为工误差为2 2，制造误差为，制造误差为3 3，（如有其它因素，（如有其它因素，再增加项数）。则：三个未知数再增加项数）。则：三个未知数按按“等影响原等影响原则则”，有：，有：2222123 已知1233 2 33 3M或中误差：中误差：2 2）忽略不计原则忽略不计原则22211222122222121111=,131.0513kkk 则时，在实际工作中通常把作为把忽略不计的标准。例：2222211=222=+1 =3111=0.1121025451=3=3=0.335 =0.35445MmmMmmmmMmmmmmmmmmMmmm 测施测施测施控

7、放测控放控放测控控施放建筑工程的轴线放样：轴线位置中误差包含测量中误差和施工中误差按等影响原则有：测量中误差又包含施工控制点中误差和放样中误差可按可忽略不计原则得，1 1）角度放样）角度放样2 2）距离放样）距离放样3 3）高程放样）高程放样4 4）点位放样）点位放样5 5）直线放样）直线放样6 6）铅直线放样）铅直线放样6.26.2 施工放样种类和方法施工放样种类和方法（1 1）角度放样。角度放样的实质是：从某一已知方）角度放样。角度放样的实质是：从某一已知方向为基准，放样出另一方向，使二方向间的夹角等向为基准，放样出另一方向，使二方向间的夹角等于预定的角度。角度放样可用经纬仪或全站仪，通于

8、预定的角度。角度放样可用经纬仪或全站仪，通过盘左盘右定点取中的方法进行。过盘左盘右定点取中的方法进行。（2 2）距离放样。是将设计图上的已知距离按给定的）距离放样。是将设计图上的已知距离按给定的起点和方向标定出来。可用钢尺放样，也可用电磁起点和方向标定出来。可用钢尺放样，也可用电磁波测距放样。波测距放样。（3 3）点位放样。是根据图上的被放样点的设计坐标）点位放样。是根据图上的被放样点的设计坐标将其标定到实地的测量工作。工程建筑物的形状和将其标定到实地的测量工作。工程建筑物的形状和大小，是通过一些特征点描述的，如矩形建筑的四大小，是通过一些特征点描述的，如矩形建筑的四个角点、线形建筑的转折点等

9、。点位放样是建筑物个角点、线形建筑的转折点等。点位放样是建筑物放样的基础。放样的基础。2023-2-1412（4 4）直线放样。将设计图上的直线如建筑物的轴线在）直线放样。将设计图上的直线如建筑物的轴线在实地标定出来。常用经纬仪或全站仪的正倒镜法进实地标定出来。常用经纬仪或全站仪的正倒镜法进行放样。行放样。（5 5）铅垂线放样。为了保证高层建筑物的垂直度，需）铅垂线放样。为了保证高层建筑物的垂直度，需要放样铅垂线，其放样方法见后。要放样铅垂线，其放样方法见后。（6 6）高程放样。把设计图上的高程在实地标定出来。）高程放样。把设计图上的高程在实地标定出来。2023-2-14131 1、交会法：、

10、交会法：角度交会角度交会 距离交会距离交会 轴线交会轴线交会2 2、归化法放样、归化法放样3 3、极坐标法、极坐标法4 4、自由设站法、自由设站法5 5、GPS RTKGPS RTK法法1.1.经纬仪加弯管目镜投点法经纬仪加弯管目镜投点法2.2.铅垂仪法铅垂仪法1.1.几何水准测量法几何水准测量法2.2.测距三角高程方法测距三角高程方法3.3.无仪器高法无仪器高法 归化法放样角度归化法放样角度 归化法放样点位归化法放样点位 归化法放样直线归化法放样直线 构网联测归化法放样构网联测归化法放样 已有：已有：A A、B B两点两点l 放样元素：放样元素：S S1 1、S S2 2，l 定定p p点点

11、(设计坐标已知设计坐标已知)A ABP P(X(XA A,Y,YA A)(X(XB B,Y,YB B)(X(XP P,Y,YP P)设计设计S S1 1S S2 2特别适用于待放特别适用于待放样点到已知点的样点到已知点的距离不超过测尺距离不超过测尺长度并便于量距长度并便于量距的情况。的情况。测设时，测设时，通常先沿通常先沿APAP、BPBP 的方向线打的方向线打“骑马桩骑马桩”，然后交会出然后交会出P P点位置。点位置。注意注意交会角交会角 3030 150150A AB BP P(X(XA A,Y,YA A)(X(XB B,Y,YB B)(X(XP P,Y,YP P)设计设计1.1.计算计算

12、 ABAB、APAP、BPBP ，则：则：1 1=APAP-ABAB 2 2=BPBP-ABAB 2 22.2.在测站在测站A A测设测设 1 1，得，得APAP方向；方向；在测站在测站B B测设测设 2 2，得，得BPBP方向，方向，相交得相交得P P点，定点，定P P点标志。点标志。1在量距不方便的情况下常用角在量距不方便的情况下常用角度交会法放样。度交会法放样。1 1、归化法放样角度、归化法放样角度2 2、归化法放样点位、归化法放样点位距离交会归化法距离交会归化法角度交会归化法角度交会归化法3 3、归化法放样直线、归化法放样直线测小角归化法测小角归化法测大角归化法测大角归化法4 4、构网

13、联测归化法放样、构网联测归化法放样归化法概念：归化法概念：归化法是将放样与测量相结合的一种放样方法。先初步放归化法是将放样与测量相结合的一种放样方法。先初步放样出一点，再多测回观测获取该点的精确位置，与待放样样出一点，再多测回观测获取该点的精确位置，与待放样样点比较，获得改正量（归化量），通过（归化）改正，样点比较，获得改正量（归化量），通过（归化）改正，得到待放样点。得到待放样点。用用“正倒镜分中法正倒镜分中法”测设测设角角(实际得实际得1、P)；多测回观测多测回观测BAP，取平均得，取平均得1；计算改正值计算改正值P P，修正得精确位置，修正得精确位置P。例：已知例：已知A P =85.0

14、0米，设计值米，设计值=36 ，设测得设测得1=35 5942，计算修正值，计算修正值P P。解：解：=-1=18 P P=85*tan0 018 =0.0074m7mm得：点位修正值为得：点位修正值为7mm(向外向外)ABPP1 距离交会归化距离交会归化 先用直接放样法放样先用直接放样法放样PP点，然后用距离交会法，精点，然后用距离交会法，精确测得确测得 PP到到A A、B B的距离。再用的距离。再用 距离差经归化求得距离差经归化求得P P的位置。的位置。,abaabbSS 角度交会归化法角度交会归化法 放样过渡点放样过渡点 PP，然后观测并计算角差，然后观测并计算角差 ，当当较小时，可用图

15、解法由较小时，可用图解法由PP 点求点求P P点位置。点位置。baPABABPbbbaaa,测小角归化法测小角归化法 先用直接放样方法设置过渡点先用直接放样方法设置过渡点PP，并测定距离，并测定距离AP=AP=S S1 1 。然后把经纬仪架在。然后把经纬仪架在A A点，测量点，测量BAPBAP=，计算归化值，并于实地归化，求，计算归化值，并于实地归化，求 得得P P点。点。1pmmS1S归化值归化值:放样误差放样误差:测大角归化法测大角归化法经纬仪不架设在经纬仪不架设在 A A点上测小角，而架在过渡点点上测小角，而架在过渡点 PP上测量大角上测量大角 APB=APB=，设，设 =180=180

16、 ，这时可计算归化值。这时可计算归化值。1 21 22p121212 prpms ss smsrmssssmss由上式可见，测大角归化法的精度高于测小角归化法。由上式可见，测大角归化法的精度高于测小角归化法。4 4、构网联测归化法放样、构网联测归化法放样在高精度的施工放样中，控制点通常采用带有在高精度的施工放样中，控制点通常采用带有强制对中盘的观测墩。通过构网联测平差后，强制对中盘的观测墩。通过构网联测平差后，将控制点归化到某一特定的方向或几个特定位将控制点归化到某一特定的方向或几个特定位置，便于架仪器直接放样置，便于架仪器直接放样;也可以将控制点与直也可以将控制点与直接放样点一起构网联测，经

17、平差后，求得各直接放样点一起构网联测，经平差后，求得各直接放样点的归化量，再将放样点归化到设计位接放样点的归化量，再将放样点归化到设计位置。置。已有：已有：A A，B B点点 放样元素：放样元素：，距离S定：定：P P点点(即设计坐标已知）即设计坐标已知）B BA AP PPPS S放样数据放样数据:AB=tg-1YB-YAXB-XAAP=tg-1YP-YAXP-XA=APAP-ABABS=S=(X XP P-X XA A)+(+(Y YP P-Y YA A)u全站仪坐标放样方法，不需要事先计算放样元素，只需要提供坐标就好，而且操作十分方便。u 放样点位可事先输入气象元素即现场的温度和气压，仪

18、器会自动进行气象改正。在在A A上架设仪器，放样一个角上架设仪器，放样一个角，在放样出的方向上标，在放样出的方向上标定一个定一个P P 点，再从点，再从A A出发沿出发沿P P 方向放样距离，即得待定方向放样距离，即得待定点的位置。点的位置。6.2.2.4 6.2.2.4 a0 0y y N NP Py yx xo o自由设站法原理自由设站法原理x x 自由设站法是测量和放样的一种方法。它包括了极坐标法，但自由设站法是测量和放样的一种方法。它包括了极坐标法，但比极坐标法更方便灵活。比极坐标法更方便灵活。若有两个（或两个以上）的已知点，若有两个（或两个以上）的已知点，全站仪可以架设在一个合适的地

19、方，通过测量到已知点的全站仪可以架设在一个合适的地方，通过测量到已知点的边长和角度，可按最小二乘平差求得边长和角度，可按最小二乘平差求得测站点的坐标，同时完成测站定向。测站点的坐标，同时完成测站定向。即可进行测量和放样。放样是根据测即可进行测量和放样。放样是根据测站点和待放样点的坐标，计算出放样站点和待放样点的坐标，计算出放样元素，采用极坐标法放样出各点。由元素，采用极坐标法放样出各点。由于测站位置可自由选取，故称自由设于测站位置可自由选取，故称自由设站法。它特别适用于已知点上不便于站法。它特别适用于已知点上不便于安置仪器的情况，在大部分情况下，安置仪器的情况，在大部分情况下，都可以代替交会法

20、、归化法和其它放都可以代替交会法、归化法和其它放样方法。下面简述其原理和步骤。样方法。下面简述其原理和步骤。cossinNNNNNNxSaySa 0000coscosNPNNNPNNxxKa xKsina xyyKa yKsina y000 =cos,sin24NPNNNPNNppc Ka dKaxxcxdxyydycykc dxya令则有：当时，按间接平差原理即可求得 个未知参数:、进而求得测站定向值，相当于完成了定向。aN Ny yN NP Py yx xo o自由设站法原理自由设站法原理x xa0 0N2PN3N1P11 1、根据已知点和待放样点情、根据已知点和待放样点情况，在一合适位置

21、安置全站仪；况，在一合适位置安置全站仪；2 2、调取自由设站法程序，按、调取自由设站法程序，按提示依次观测提示依次观测N N1 1、N N2 2、N N3 3、各点各点对应的角度和距离；对应的角度和距离；3 3、.计算计算P P点点坐标，并坐标，并完成测站定向完成测站定向；4 4、采用极坐标方法，调取、采用极坐标方法，调取P P1 1点坐标，放样其点位置。点坐标，放样其点位置。全球定位系统实时动态定位技术全球定位系统实时动态定位技术GPS RTKGPS RTK（Real Real Time KinematicTime Kinematic）是一种全天候、全方位的新型测）是一种全天候、全方位的新型

22、测量系统，是目前实时、准确地确定待测点位置的最量系统，是目前实时、准确地确定待测点位置的最佳方式。该技术是将基准站的相位观测数据及坐标佳方式。该技术是将基准站的相位观测数据及坐标等信息通过数据链方式实时传送给动态用户，动态等信息通过数据链方式实时传送给动态用户，动态用户将收到的数据链连同自身采集的相位观测数据用户将收到的数据链连同自身采集的相位观测数据进行差分处理，从而获得动态用户的坐标，与设计进行差分处理，从而获得动态用户的坐标，与设计坐标相比较，可以进行放样。坐标相比较，可以进行放样。GPS RTKGPS RTK特别适宜顶空障碍较小地区的放样，并且特别适宜顶空障碍较小地区的放样，并且不会产

23、生误差累积，属于直接坐标法的点放样。不会产生误差累积，属于直接坐标法的点放样。1 1、经纬仪、经纬仪(全站仪全站仪)+)+弯管目镜法弯管目镜法2 2、铅锤仪法、铅锤仪法光学铅锤仪：光学铅锤仪：日本索佳公司的日本索佳公司的PD3PD3型型光学光学铅垂仪，垂铅垂仪，垂直精度为直精度为1/400001/40000，徕卡公司的，徕卡公司的WILD WILD NZLNZL，WILD ZLWILD ZL型铅垂仪，垂直精度为型铅垂仪，垂直精度为1/300001/300001/2000001/200000。激光铅垂仪：激光铅垂仪：激光铅垂仪，如日本索佳公司的激光铅垂仪，如日本索佳公司的LV1LV1型型激光铅垂

24、仪，可以向上和向下发射垂激光铅垂仪，可以向上和向下发射垂直激光，便于直观地得到投点，其垂直激光，便于直观地得到投点，其垂直精度为直精度为1/300001/30000。一般方法一般方法 上下传递法上下传递法 倒尺法倒尺法一、放样方法一、放样方法 三角高程法三角高程法 无仪器高法无仪器高法1 1、几何水准法、几何水准法2 2、全站仪法、全站仪法 一般方法一般方法 1 1）求）求b b尺读数：后视读数尺读数：后视读数a a，则前视读数为：，则前视读数为：b b应应H H视视H H设设H HR Ra aH H设设 2 2）放样：在）放样：在A A点上下移动标尺，使水准仪在尺上的读数为点上下移动标尺，使

25、水准仪在尺上的读数为b b应应。此时，尺底即为设计标高。此时，尺底即为设计标高。HRAH设设RH视视b应应0 0大地水准面大地水准面a一般方法一般方法1 1、几何水准法、几何水准法当待测点的设计高程与已知水准点的高程相差很当待测点的设计高程与已知水准点的高程相差很大时，可借助钢尺将地面水准点的高程传递到设大时，可借助钢尺将地面水准点的高程传递到设置在待测点高度相近的某临时水准点上，然后再置在待测点高度相近的某临时水准点上，然后再根据临时水准点测设其他待测点的设计高程。根据临时水准点测设其他待测点的设计高程。如右图如右图向深基坑向深基坑下下传递高程传递高程图中临时水准点图中临时水准点H HB B

26、：其中（其中（c-dc-d）为借助钢尺得到）为借助钢尺得到的两视线高差。的两视线高差。()ABHHacdb(a)(a)B临时水准点临时水准点水准点水准点Aacdb在建筑工程中常遇到引在建筑工程中常遇到引测楼板或吊车梁的高程测楼板或吊车梁的高程问题。这些高程需要自问题。这些高程需要自水准点或水准点或0 0位置向上引位置向上引测，一般用钢尺代替水测，一般用钢尺代替水准尺利用楼梯间进行传准尺利用楼梯间进行传递。设起始高程递。设起始高程H HA A，某，某层楼面设计高程为层楼面设计高程为H HB B，则楼面水准尺应有读数为：，则楼面水准尺应有读数为：b=H A+a+（c-d）H B 一般情况是设临时水

27、准点一般情况是设临时水准点 H B=H A+a+（c-d）b再根据再根据B点测设其他各部位高程点测设其他各部位高程 当待放样的高程当待放样的高程H HB B高于仪器视线时（如放样地铁隧高于仪器视线时（如放样地铁隧道管顶标高时），可以把尺底向上，即用道管顶标高时），可以把尺底向上，即用“倒尺倒尺”法放样，如图所示，这时，法放样，如图所示，这时，b=HB-(HA+a)当对高程放样精度要求较高时，宜在待放样高程处埋当对高程放样精度要求较高时，宜在待放样高程处埋设如图设如图6-126-12所示高度可调整的标志。放样时调节螺杆所示高度可调整的标志。放样时调节螺杆可使标志顶端精确地升降，一直到标志顶面高程

28、达到可使标志顶端精确地升降，一直到标志顶面高程达到设计标高时为止，然后旋紧螺母以限制螺杆的升降设计标高时为止，然后旋紧螺母以限制螺杆的升降.为为了更加牢固，往往还需采用点焊等方法使螺杆不能再了更加牢固，往往还需采用点焊等方法使螺杆不能再升降。升降。图图6-12 6-12 高程可调标志高程可调标志1 1）安置仪器。量取仪器高）安置仪器。量取仪器高 i 及反射镜高及反射镜高 l。2 2）放样准备。将）放样准备。将H HA A、H HB B（设计（设计值）、仪高值）、仪高i 和棱镜高和棱镜高l 等输入等输入存储器中。存储器中。3 3）高差放样。启动放样模式，）高差放样。启动放样模式，照准反射镜，并观

29、察显示高差照准反射镜，并观察显示高差之差；指挥升降反射高度，直之差；指挥升降反射高度，直至所显示高差之差等于至所显示高差之差等于0 0为止。为止。对一些高低起伏较大的工程放样，如：大型体育馆的对一些高低起伏较大的工程放样，如：大型体育馆的网架、桥梁构件、厂房及机场屋架等，用水准仪放样网架、桥梁构件、厂房及机场屋架等，用水准仪放样就比较困难，这时可用全站仪法直接放样高程。就比较困难，这时可用全站仪法直接放样高程。三角高程法三角高程法对一些高低起伏较大的工程放样，如：大型体育馆对一些高低起伏较大的工程放样，如：大型体育馆的网架、桥梁构件、厂房及机场屋架等，用水准仪的网架、桥梁构件、厂房及机场屋架等

30、，用水准仪放样就比较困难，这时可用全站仪无仪器高作业法放样就比较困难，这时可用全站仪无仪器高作业法直接放样高程。直接放样高程。12BAHHhh 必须指出：当测站与目标点之间的距离超过150m时，以上高差应该考虑大气折光和地球曲率的影响，即 （6-28）式中，D为水平距离，为垂直角，k为大气垂直 折光系数，一般取0.14，R 为地球曲率半径，取6370km。2023-2-14392(1)2DhD tgakR 例：例：某测站某测站采用采用全站仪无仪器高法放样，已知点的高程为全站仪无仪器高法放样，已知点的高程为100m100m，全站仪架安置在某一合适位置，仪器高为，全站仪架安置在某一合适位置，仪器高

31、为a a米，米，棱镜高为棱镜高为1.5001.500米，测得测站点米，测得测站点至至该已知点的高差为该已知点的高差为3m3m，若放样点的设计高程为若放样点的设计高程为105m105m，则，则什么情况下（即放样什么情况下（即放样高差为多少时）高差为多少时）棱镜杆底部为设计的高程位置（棱镜棱镜杆底部为设计的高程位置（棱镜高不变）。高不变）。答案：放样高差为18m，此时棱镜杆底部为设计的高程位置。1221105;100;3;?=-=8BABAHHhhhHHhm此此题题是是求求（）对于一些特殊的工程，需要采取一些特殊对于一些特殊的工程，需要采取一些特殊的放样方法，如对超长型大桥工程，须采的放样方法，如

32、对超长型大桥工程，须采用网络用网络 RTK RTK法放样；而对不规则建筑，常法放样；而对不规则建筑，常采用三维坐标法放样。采用三维坐标法放样。2023-2-14416.3.1 6.3.1 大跨度桥梁的放样方法大跨度桥梁的放样方法2023-2-14426.3.1 6.3.1 大跨度桥梁的放样方法大跨度桥梁的放样方法某跨海大桥工程连接岸上深水港航运中心与某跨海大桥工程连接岸上深水港航运中心与30km30km外的近海小外的近海小岛，为满足航运的要求，中部主跨宽岛，为满足航运的要求，中部主跨宽430m430m，设大型双塔双索，设大型双塔双索斜拉桥。为确保施工速度与施工质量，采用了变水上施工为斜拉桥。为

33、确保施工速度与施工质量，采用了变水上施工为陆上施工的方案，在两个主桥墩位置各沉放一个预制钢施工陆上施工的方案，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平台，每个预制钢施工平台由1212个导管架组成，个导管架组成，通过测量指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挥导管架沉放到位后，在导管中打入钢管固定导管架，拼装，拼装作业平台。导管架沉放位置与主桥墩设计灌注桩位空间纵横作业平台。导管架沉放位置与主桥墩设计灌注桩位空间纵横交错，其沉放位置直接影响到灌注桩的施工。设计方对导管交错，其沉放位置直接影响到灌注桩的施工。设计方对导管架沉放定位提出了平面及高程架沉放定

34、位提出了平面及高程10cm10cm的精度要求。的精度要求。2023-2-1443图图6-146-14导管架定位示意图导管架定位示意图该工程在岸上与小岛上已设施工控制点各该工程在岸上与小岛上已设施工控制点各3 3个，并已提个，并已提供供WGS-84WGS-84坐标、北京坐标、北京5454坐标及其转换坐标及其转换7 7参数，工程位置参数，工程位置离控制点距离分别约离控制点距离分别约14km14km及及16km16km。常规测量手段无法。常规测量手段无法进行坐标定位，网络进行坐标定位，网络 RTKRTK实时动态定位技术成了导管实时动态定位技术成了导管架沉放定位的唯一手段。架沉放定位的唯一手段。6.3

35、.1.1 网络RTK基本工作原理 网络网络RTKRTK，又称多基准，又称多基准RTKRTK。一般有。一般有2 2个或个或2 2个以上基准站来个以上基准站来覆盖整个测区，利用多个基准站观测数据对电离层、对流层以覆盖整个测区，利用多个基准站观测数据对电离层、对流层以及观测误差的误差模型进行优化，从而降低载波相位测量改正及观测误差的误差模型进行优化，从而降低载波相位测量改正后的残余误差及接收机钟差和卫星钟差改正后的残余误差等因后的残余误差及接收机钟差和卫星钟差改正后的残余误差等因素的影响，使流动站的精度控制在素的影响，使流动站的精度控制在cmcm级。级。实时动态测量的基本思想是，根据实时动态测量的基

36、本思想是，根据GPSGPS相对定位的原理相对定位的原理,即即时解算出相对基准站的基线向量和流动站的时解算出相对基准站的基线向量和流动站的WGS-84WGS-84坐标。然后坐标。然后通过预设的通过预设的WGS-84WGS-84坐标系与地方坐标系的转换参数，实时地计坐标系与地方坐标系的转换参数，实时地计算并显示用户需要的三维坐标及精度。该工程使用了多台双频算并显示用户需要的三维坐标及精度。该工程使用了多台双频GPSGPS接收机，其标称精度为接收机，其标称精度为10mm+110mm+11ppm1ppm。随着随着CORSCORS的建立和应用，网络的建立和应用，网络RTKRTK将广泛引用于控制、碎将广泛

37、引用于控制、碎部测量和施工放样。部测量和施工放样。6.3.1.2 导管架定位 由由1212个导管架组成的海上施工平台，设置个导管架组成的海上施工平台，设置GPSGPS接收机，接收机，实测出沉放过程中所需要的设计坐标。实测出沉放过程中所需要的设计坐标。因排水需要因排水需要，建立施工平台坐标系，每个导管架的建立施工平台坐标系，每个导管架的空间位置在平台坐标系中被唯一确定。每个导管架在制空间位置在平台坐标系中被唯一确定。每个导管架在制造厂加工完成后，均用全站仪进行公差要求检测，公差造厂加工完成后，均用全站仪进行公差要求检测，公差符合要求方可沉放。加工时在如图符合要求方可沉放。加工时在如图6-156-

38、15的的CR1CR1、CR2CR2、CR3CR3三个位置处设置三个位置处设置仪器基座仪器基座，作为沉放时安置，作为沉放时安置GPSGPS天线用。天线用。加工完后加工完后用全站仪标定出用全站仪标定出3 3个仪器基座与加工轴线的关系，个仪器基座与加工轴线的关系，换算出其在施工平台坐标系中的空间坐标，作为沉放的换算出其在施工平台坐标系中的空间坐标，作为沉放的理论坐标。理论坐标。图 6-15仪器基座与加工轴线的关系 导管架沉放时，在导管架沉放时，在CR1CR1、CR2CR2、CR3CR3各安置各安置1 1台台RTKRTK流动站，实时测定其设计流动站，实时测定其设计坐标。由于沉放过程中的导管架倾斜、坐标

39、。由于沉放过程中的导管架倾斜、旋转，海上又无法实地标定出施工平台旋转，海上又无法实地标定出施工平台轴线的位置，因此很难直观地计算沉放轴线的位置，因此很难直观地计算沉放过程中的调整量。将测得的北京过程中的调整量。将测得的北京5454坐标坐标系转换到平台坐标系后，可方便计算导系转换到平台坐标系后，可方便计算导管架纵向（管架纵向（CR1-CR2CR1-CR2向）、横向（向）、横向（CR2-CR2-CR3CR3向）方位的旋转量及整个导管架与向）方位的旋转量及整个导管架与设计位置的较差，指挥沉放作业，直至设计位置的较差，指挥沉放作业，直至符合精度要求。操作中，由编程进行坐符合精度要求。操作中，由编程进行

40、坐标转换和偏差计算，采用标转换和偏差计算，采用PDAPDA现场指挥现场指挥作业。作业。图图6-23 6-23 常见的道路曲线常见的道路曲线平曲线分类：平曲线分类：圆曲线圆曲线 单圆曲线：单圆曲线：具有单一半径的曲线 复曲线：复曲线：即由由两个或两个以上的单圆曲线构成缓和曲线缓和曲线回头曲线回头曲线1JD2JDZYYZZHHYYHHZRR起到缓和与过渡作起到缓和与过渡作用，保证车辆安全、迅用，保证车辆安全、迅速、舒适地运行速、舒适地运行。回头曲线回头曲线:将铁路、公路的曲线按设计坐标标定在实地上的测将铁路、公路的曲线按设计坐标标定在实地上的测量工作称为曲线测设（也称曲线放样）。量工作称为曲线测设

41、（也称曲线放样）。曲线测设曲线测设：曲线测设涉及到曲线类型、曲线参数、曲线方程、曲线测设涉及到曲线类型、曲线参数、曲线方程、曲线坐标以及放样数据计算。本节将进行详细讲曲线坐标以及放样数据计算。本节将进行详细讲述。述。6.4.1.1 6.4.1.1 圆曲线及其构成圆曲线及其构成 如图如图6-24所示，线路在交点所示，线路在交点JD改变方向，线路方向（线路改变方向，线路方向（线路转向角转向角 ）确定后，圆曲线半径）确定后，圆曲线半径R的大小由设计人员根据地的大小由设计人员根据地形及地物分布状况按设计形及地物分布状况按设计规范加以选择。这样，规范加以选择。这样，圆曲线和两直线段的圆曲线和两直线段的切

42、点位置切点位置ZY点、点、YZ点点便被确定下来便被确定下来。对圆曲线相对位置起对圆曲线相对位置起控制作用的控制作用的直圆点直圆点ZYZY 、圆直点、圆直点YZYZ和曲中和曲中点点QZQZ称称圆曲线的主点圆曲线的主点。图图6-24 6-24 圆曲线构成圆曲线构成2023-2-1454曲线要素：曲线要素：是指确定曲线形状、计算曲线坐标必需的是指确定曲线形状、计算曲线坐标必需的元素，只要知道了圆曲线的上述元素，只要知道了圆曲线的上述6 6个曲线要素，便可个曲线要素，便可进行曲线计算和实地放样了。进行曲线计算和实地放样了。圆曲线要素圆曲线要素:线路转向角线路转向角 ;圆曲线半径圆曲线半径R；T为圆曲线

43、切线长；为圆曲线切线长；L为曲线长为曲线长；E为为曲线外矢距；曲线外矢距；q切曲差切曲差（切线长和曲线之差）（切线长和曲线之差）2023-2-1455复曲线由主圆和副圆构成，如图复曲线由主圆和副圆构成，如图6-256-25所示。所示。图图6-25 6-25 复曲线构成复曲线构成LTqRERLRT2)12(sec1802tan6.4.1.2 6.4.1.2 曲线要素及主点里程计算曲线要素及主点里程计算 1 1、曲线偏角曲线偏角 是在线路详测时测放出的，是在线路详测时测放出的，圆曲线半径圆曲线半径R R是在设计中根据线路的等级以是在设计中根据线路的等级以及现场地形条件等因素选定的，其余要素及现场地

44、形条件等因素选定的，其余要素可可根据根据右右公式公式计算：计算：TKqKKLKKLKKTKKZYQZJDZYYZZYQZJDZY2/2/检核：2 2、圆曲线的主点应标注里程。计算方法如下：圆曲线的主点应标注里程。计算方法如下：)cos1(sinRyRxii180 iiiZYLRLKK式中：6.4.1.3 6.4.1.3 圆曲线中线点独立坐标计算圆曲线中线点独立坐标计算如图所示如图所示分别建立两个独立的直角坐标系分别建立两个独立的直角坐标系x o y 和和x o y ，坐标系坐标系x o y 对应于圆曲线对应于圆曲线ZY QZ，坐，坐标系标系x o y 对应于对应于YZ QZ段。段。对于对于ZY

45、 QZ段上段上任意一点任意一点i 的坐标为：的坐标为：ZYQZix o y iK（6-436-43）iYZiLKKZYQZix o y iK x o y 坐标系中，圆曲线段上任意一点的独立坐标计算坐标系中，圆曲线段上任意一点的独立坐标计算公式同式（公式同式（6-436-43），但需要注意的是弧长的计算公式应），但需要注意的是弧长的计算公式应该用下式计算该用下式计算:（注：根据情况也可建立一个独立的直角坐标系x oy。对于圆曲线上任意一点i 的坐标计算公式与（6-43）相同。）6.4.1.4 圆曲线中线点线路坐标计算圆曲线中线点线路坐标计算 0000cossincossinZYJDZYJDYZJ

46、DYZJDXXTYXTXXTYXTZYZY点到点到JDJD点的线路坐标方位角点的线路坐标方位角为为0YZYZ点到点到JDJD点的线路坐标方位角点的线路坐标方位角为为0ZY QZ段线路上段线路上x o y 坐标系中任意一点坐标系中任意一点 i 点独点独立坐标（立坐标（x i,yi）可转换为线路坐标（）可转换为线路坐标（X i,Yi）：0000cossinsincosiZYiiiZYiiXXxyYYxy同样，利用坐标换算公式，也可把同样，利用坐标换算公式，也可把YZ QZ段线路段线路上上x o y 坐标系中任意一点坐标系中任意一点 j 点独立坐标（点独立坐标（x j,yj）可转换为线路坐标（可转换

47、为线路坐标（X j,Yj）：0000cossinsincosjYZjjjYZjjXXxyYYxy（6-47）（6-46）需要说明的是，式（需要说明的是，式（6-46）和式（）和式（6-47）均是以线）均是以线路偏角路偏角 为右折角的情况推导出来的。当线路偏角为右折角的情况推导出来的。当线路偏角 为左折角时，只需要用为左折角时，只需要用“-yi 或或-yj”代替代替“yi 或或 yj”即可。即可。6.4.2.1 6.4.2.1 缓和曲线常数的确定缓和曲线常数的确定缓和曲线是直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同缓和曲线是直线与圆曲线之间或半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间介入的一段曲率

48、半径由的圆曲线之间介入的一段曲率半径由渐变至圆曲线半径渐变至圆曲线半径R R的的一种线型，它起缓和及过渡的作用。一种线型，它起缓和及过渡的作用。3220;2240;24180 2ssssLLmRLPRLR缓和曲线缓和曲线参数参数为：为：m m切垂距，切垂距，p p圆曲线内移值，圆曲线内移值，0 0缓和曲线的切线角缓和曲线的切线角（6-48）0()2(2)2180()sec22HHsHHHaTRP tgmRLaLaERPRqTL6.4.2.2 6.4.2.2 曲线综合要素的计算曲线综合要素的计算,HHHsTLEqRL，曲线综合要素：曲线综合要素：线路转向角线路转向角，圆曲线半径圆曲线半径R，缓和

49、曲线长缓和曲线长Ls，切线长切线长TH，曲线长，曲线长LH，外矢距外矢距EH，切曲差，切曲差q（6-49）6.4.2.3 6.4.2.3 曲线主点里程的计算曲线主点里程的计算曲线主点里程计算如下：曲线主点里程计算如下：（6-50）KZH=KJD-THKHY=KZH+LSKQZ=KZH+1/2 LHKYH=KHY+LTKHZ=KYH+LS检核：检核：KJD=KQZ+1/2q6.4.2.4 6.4.2.4 曲线独立坐标计算曲线独立坐标计算如图所示如图所示分别建立分别建立两个独立的直角坐标系两个独立的直角坐标系x o y 和和x o y ，坐标系坐标系x o y 对应于缓和曲线对应于缓和曲线ZH H

50、Y段，段，坐标系坐标系x o y 对应于对应于HZ YH段。段。而圆曲线部分即而圆曲线部分即可以在可以在x o y 坐标系中计算，也可以坐标系中计算，也可以x o y 在坐标系在坐标系中计算。中计算。图图6-28 带缓和曲线的圆曲线的独立坐标系带缓和曲线的圆曲线的独立坐标系（1 1）缓和曲线段独立坐标计算）缓和曲线段独立坐标计算2023-2-146652 2535406iiiiilxlR llyRl在在x o y 坐标系中坐标系中,对于对于ZH HY段段上任意一点上任意一点i 的的坐标为：坐标为：iiZHlKK其中其中li为为自自ZH点起的曲线长点起的曲线长：ls 为缓和曲线长，为缓和曲线长，