第四章 施工放样方法和精度分析 4.1 概述 4.2 坐标法放样与精度精度分析* 4.3 其它放样方法* 4.4 归化法放样* 4.5 高程放样方法* 4.6 铅垂线放样* 4.7 施工放样新技术 4.8 铅垂线放样 4.9 特殊的施工放样方法 4.10施工放样方法的选择14.1 概述1. 概念放样将图上设计建筑物的位置、形状、大小和高低（4要素）在实地上标定出来，作为施工的依据。放样基础：熟悉建筑物设计的总体布置图、细部结构图 找出放样几何数据：1）主要轴线的位置；2）主要点（特征点）的位置；3）建筑物各部间的几何关系。 结合已有控制点和现场条件，研究确定放样的方案和方法。*2东华理工大学 熊助国设计制作2. 放样的分类 按放样点的不同空间特征分为：1）平面位置放样即长度和角度的放样，包括：极坐标法、直角坐标法、方向交会法等。2）高程放样几何水准法。综合为放样元素：角度、长度、高度*3东华理工大学 熊助国设计制作3. 放样仪器测角（方向）仪器经纬仪、全站仪测距仪器测距仪、全站仪测高仪器水准仪（普通、静力）、经纬仪准直仪器指向仪、投点仪、引张线等其它特殊觇标、强制归心装置、辅助工具4. 放样方案与方法确定：在控制网设计中统一设计，不可临时确定放样方案和方法。*4东华理工大学 熊助国设计制作5. 放样误差的特点与测图相比较，放样使用相同的仪器和设备，但放样与测量误差所产生的影响并不一样。以测角对中误差为例：右图：测角影响e使A至A，但仍照准B、C点影响结果：角度值不等*5东华理工大学 熊助国设计制作右图：放样影响： e使A至A，但放样前反算的角度、距离是相等的，故在A点上仍使用反算的角度、距离放样。影响结果：在A处旋转了角，其大小与e及其方向相关，最终使p点位移动。*6东华理工大学 熊助国设计制作4.2 坐标法放样一、极坐标法放样1. 放样数据准备： 2. 放样：1)设站A点，后视B点，并设度盘度数为AB2)转动照准部，使度盘度数 为AP ，3）在AP方向上测设距离S，得P1，4) 倒镜重复1)-3)部得P2，5）曲P1P2平均位置作为P。*7东华理工大学 熊助国设计制作二、极坐标法放样精度由误差椭圆在坐标轴上的投影可得到Mx ,My ,或得到任意方向上的误差大小误差曲线。由几何定理可知：椭圆的任意共轭半径平方和是常数。即：*8东华理工大学 熊助国设计制作 极坐标的误差椭圆其测角和测距影响半径相互垂直。三、直角坐标放样直角坐标放样：极坐标放样的一种特殊形式。其中，等于90度，A点由o点沿x轴量距c确定。*9东华理工大学 熊助国设计制作4.3 其他直接放样方法一、角度交会法 放样元素：交会角度或方向根据待定点的坐标（设计）和控制点的坐标计算求得。为提高精度，常采用三方向交会，产生示误三角形，取重心或将一角点投影到对应方向上以其垂足作为最后点位。精密放样时，采用角差图解法，主要适用于动态和快速定位。 *10东华理工大学 熊助国设计制作 放样数据计算： 方向计算：检核： 距离：已知点至测点中心的距离 编制放样数据表*11东华理工大学 熊助国设计制作 现场放样1）设站P1点，后视A（置度盘27000000）转动至盘632605.8 1点方向2）另站P2点，后视B（置度盘27000000）转动至盘29633542 1点方向3）另站B点，设轴线方向三站在1位置得示误三角形。其它非轴线交点垂直投到主轴方向上即为1点位。*12东华理工大学 熊助国设计制作二、角度交会法精度点位误差：*13东华理工大学 熊助国设计制作 精度分析 两角度交会放样：假设角度放样精度均为m，由角度放样所引起的点位放样误差分别为u、v，则放样点的最终点位精度为：*14东华理工大学 熊助国设计制作 讨论交会图形问题将：代入M式：当m、b定值时，则M取决于Q表示图形对点位精度的影响。讨论：当一定时，M随1 ，2变化取：*15东华理工大学 熊助国设计制作当1=2时，即对称交会时，M有极值。?极大 ？极小对称交会时: 结论：1）90度时，2为锐角，y”0，y极小，对称交会最有利；2）=90度时，=45度，cos2 =0，y”=0，y=0，y无极值；3）90度时，2为钝角，y”150m时，应考虑加入大气折光和地球曲率改正。*46东华理工大学 熊助国设计制作*47东华理工大学 熊助国设计制作高程放样n全站仪垂直测高法 w原理：在全站仪的视准轴处在铅直方向时，两点间高差是全站仪所测的距离与仪器高和常数之和4.6 高程放样方法*48东华理工大学 熊助国设计制作高程放样n全站仪垂直测高法 w安置全站仪，精确整平对中，在楼顶事先做一个水平框架，用于安置棱镜w调整全站仪的竖直角，使视准轴处在铅直方向上，测量全站仪中心到棱镜的距离并进行气象改正和常数改正，全站仪到点的高差为：4.6 高程放样方法*49东华理工大学 熊助国设计制作高程放样n全站仪垂直测高法 w将水准尺架设于已知高程为的水准点上，将全站仪的竖直角调整为0，视准轴处于水平状态，照准水准尺读数i，该读数i即为全站仪的仪器高w利用水准仪将点的高程引测到点B。B点高程为：4.6 高程放样方法*50东华理工大学 熊助国设计制作GPS RTK放样n基准站、流动站n放样步骤w收集控制点资料w求测区转换参数w工程项目参数设置w野外作业w野外实施4.6 高程放样方法*51东华理工大学 熊助国设计制作设计坡度放样n定义w在地面上定出一条直线，其坡度值等于已给定的设计坡度w在交通线路、管线等项工作中经常涉及该问题 n地面A点的高程为HAAB间的水平距离为D要求从A点沿AB方向测设设计坡度为的直线AB。 在AB方向定出1、2、3、4、B各桩，使其各个桩顶连线的坡度等于。AB123iIIIIID4.7 设计坡度放样*52东华理工大学 熊助国设计制作设计坡度放样n水准仪测设方法w根据设计坡度和水平距离D计算出B点的高程： HB=HA-D w把B点的设计高程测设到木桩上，则AB两点的连线的坡度等于已知设计坡度。 4.7 设计坡度放样*53东华理工大学 熊助国设计制作设计坡度放样n水准仪测设方法w在A点安置水准仪，使一个脚螺旋在AB方向线上，另两个脚螺旋的连线大致与AB线垂直，量取仪器高i，用望远镜照准B点水准尺，旋转AB方向上的脚螺旋，使B点桩上水准尺上的读数等于i，此时仪器的视线即为设计坡度线。 w在AB中间各点打上木桩，并在桩上立尺使读数皆为i，这样的各桩桩顶的连线就是测设坡度线。 4.7 设计坡度放样*54东华理工大学 熊助国设计制作设计坡度放样n经纬仪测设测设方法w在A点安置经纬仪，量取仪器高iw用望远镜照准B点水准尺，转动望远镜，使B点桩上水准尺上的读数等于i，此时仪器的视线即为设计坡度线。 w在AB中间各点打上木桩，并在桩上立尺使读数皆为i，这样的各桩桩顶的连线就是测设坡度线。 4.7 设计坡度放样*55东华理工大学 熊助国设计制作铅垂线放样n应用范围w高耸建筑或深入地下的建筑物w保证垂直度n放样方法w吊锤球线法w经纬仪法、光学铅垂仪法w激光铅垂仪法4.8 铅垂线放样*56东华理工大学 熊助国设计制作铅垂线放样n吊锤球线法w锤球尖对准轴线标志，以锤球线为准，在上一层楼面边缘处标记轴线位置。w检核：检查各轴线间的关系是否符合设计要求。应用在建筑物层数较少（4层以下）的轴线投测。精度差，稳定性差(易受风力影响)，操作费力。地面标志地面标志洞口十字架洞口十字架4.8 铅垂线放样*57东华理工大学 熊助国设计制作铅垂线放样n经纬仪法w经纬仪+弯管目镜w高程建筑施工常用n光学铅垂仪法w1/300001/200000n激光铅垂仪法w1/300004.8 铅垂线放样*58东华理工大学 熊助国设计制作激光铅垂仪法n放样步骤w检查通视情况w 安置仪器于轴线交点上，严格对中整平(经纬仪垂直角为90)，4.8 铅垂线放样*59东华理工大学 熊助国设计制作激光铅垂仪法n放样步骤w 接通激光电源，打开激光器，施工层人员看到激光靶上的光斑后，通知仪器操作人员进行调焦，直到光斑直径在12mm左右时，标记出激光斑的中点。w 将激光铅直仪依次水平转动90、180 、270，分别标记出光斑的中点。取四点组成的圆形的中点作为投测点。4.8 铅垂线放样*60东华理工大学 熊助国设计制作钢结构施工放样校正n柱顶标高测量w钢柱的标高控制采用测量柱顶标高方法w按设计标高控制柱顶标高，保证整体设计高度w当层间柱高偏差接近限值时，通过加垫板垫高或切割衬板的方法，调整上一节钢柱的标高达到标高控制目的w采用水准仪和水准尺测定钢柱柱顶的标高4.9 特殊的施工放样方法*61东华理工大学 熊助国设计制作钢结构施工放样校正n垂直度的经纬仪校正法w在柱身相互垂直的两方向用经纬仪照准钢柱顶侧面中心点，投影到柱底，投影点与柱底侧面中心点差值，为钢柱此方向垂直度的偏差值。w当视线不通时，可将经纬仪偏离其所在的轴线，但偏离的角度不应过大。w当绝对偏差超过规定时，通过导链进行校正。4.9 特殊的施工放样方法*62东华理工大学 熊助国设计制作钢结构施工放样校正n垂直度的经纬仪校正法4.9 特殊的施工放样方法*63东华理工大学 熊助国设计制作钢结构施工放样校正n垂直度的全站仪校正法w钢柱外形复杂，柱顶和柱底中心点无法比较，钢柱倾斜，利用全站仪校正钢柱的垂直度w在钢柱顶标志出四边中点，并计算中点的理论坐标。在柱顶中点粘贴激光反射片，观测得到构件空间位置的三维坐标，并与理论坐标比较，得出钢柱的轴线偏差，然后通过导链和千斤顶校正钢柱垂直度至规范允许范围内。4.9特殊的施工放样方法*64东华理工大学 熊助国设计制作钢结构施工放样校正n垂直度的全站仪校正法4.9 特殊的施工放样方法*65东华理工大学 熊助国设计制作钢结构施工放样校正4.9 特殊的施工放样方法*66东华理工大学 熊助国设计制作钢结构施工放样校正4.9 特殊的施工放样方法*67东华理工大学 熊助国设计制作常规技术进行三维坐标放样n不规则场馆w面积大、造型新颖、结构复杂4.9 特殊的施工放样方法*68东华理工大学 熊助国设计制作常规技术进行三维坐标放样n不规则场馆4.9 特殊的施工放样方法*69东华理工大学 熊助国设计制作常规技术进行三维坐标放样n不规则场馆4.9 特殊的施工放样方法*70东华理工大学 熊助国设计制作常规技术进行三维坐标放样n不规则场馆w控制网布设，传递基准控制点和高程控制点w三维坐标放样4.9 特殊的施工放样方法*71东华理工大学 熊助国设计制作常规技术进行三维坐标放样n不规则场馆施工放样w一是在施工场地上定出钢结构主要受力构件的平面投影，用激光铅直仪将主要的点位（方向）投射到施工面上w二是搭设两到三个高出屋顶结构的观测平台，用全站仪三维坐标测量进行控制。先用激光铅直仪或经纬仪控制钢结构的概略位置。然后用全站仪控制其精确位置。在钢结构的节点上，粘贴反光标靶。根据坐标放样，计算实际坐标与安装位置的差值，进行安装过程的调控4.9 特殊的施工放样方法*72东华理工大学 熊助国设计制作顶管施工放样4.9 特殊的施工放样方法*73东华理工大学 熊助国设计制作顶管施工放样4.9 特殊的施工放样方法*74东华理工大学 熊助国设计制作顶管施工放样4.9 特殊的施工放样方法*75东华理工大学 熊助国设计制作顶管施工放样4.9 特殊的施工放样方法*76东华理工大学 熊助国设计制作顶管施工放样4.9 特殊的施工放样方法*77东华理工大学 熊助国设计制作顶管施工放样4.9 特殊的施工放样方法*78东华理工大学 熊助国设计制作4.10 放样方法的选择各种方法各有特点（已有分析），不能单一使用来解决所有放样问题。 选择的因素与顺序：建筑物的特点和要求 控制点的分布与精度 放样方法的特点及精度 测量仪器（设备）特点及精度等。 要求：不能临时考虑，应在进行施工控制网设计时，将放样方法作为其中的一项涉及内容总体考虑。*79东华理工大学 熊助国设计制作工程建筑物放样整体过程熟悉工程建筑物（图纸、要求）求取建筑物限差中误差分解建筑中误差中的测量中误差测设方案工程控制网误差施工放样误差控制网设计和估算分解放样误差确定放样方法可行判断是否满足确定测设方案*80东华理工大学 熊助国设计制作 a) 对于直角坐标法而言,它适用于各种类型与大小的建筑,也适用于各种不同的精度。例如,工业企业的建造、城市和市镇建筑物的放样,在工业场地上小型桥梁和小型小工建筑物的放样等。常用方法比较 b) 极坐标法放样点位时,可采用直接丈量由极点到放样点的距离。适用于各种类型与大小的建筑。 c) 在大型工业企业施工场地上,当建筑物上的某些点离放样控制点很远,不可能直接丈量距离时,则用角度前方交会法进行放样较为有利。4.10 放样方法的选择*81东华理工大学 熊助国设计制作 d) 在工业企业的施工放样中,时常用方格网的形式作为施工控制网,控制点均位于边长为50m100m 的方格网顶点上。这样,对于距离较近的建筑物,可以用方向线交会法或直角坐标法来放样。 e) 施工的速度对于放样方法的选择,影响很大。如果建筑物很大,而且是一下子全面施工,则所采用的放样方法必须要保证从建筑物的外面来放样出建筑物的大小。在这种情况下,则采用角度前方交会法能较容易地从建筑物的外面放样所需的各点。4.10 放样方法的选择*82东华理工大学 熊助国设计制作 f ) 在施工全面开展的情况下,还可以这样做,即将建筑物的个别部分放样在设计的位置,在这个别部分上从外面标定一些辅助控制点,再由这些辅助控制点直接在建筑物上进行该建筑物其余部分的放样。不过这种放样程序,不是随时都可能的,而且应当很好地与总的施工计划相配合。 g) 施工阶段对放样方法的选择也起着相当大的作用。例如,在水中进行施工时,则起初的一个阶段显然是采用角度前方交会法或方向线交会法进行放样,其它方法是无法进行的。4.10 放样方法的选择*83东华理工大学 熊助国设计制作 h) 对于曲线形的大型建筑物的放样,通常采用角度前方交会法。只有连续形式的曲线形建筑物,例如,道路的路基、渠道、挡土墙等,才借助于曲线测设用表,用直角坐标法或其它的方法来放样。 另另外， 测量人员的技术条件和施工测量部门所具有的仪器的精度,在一定程度上也影响着放样方法的选择。例如,当具有的仪器精度较低时,就不宜于用角度前方交会法来放样,而要选用其它的方法。同时,根据所用仪器的精度、观测方法及测量人员的技术条件、仔细的程度,各种放样方法之间的精度差别也是很大的。4.10 放样方法的选择*84东华理工大学 熊助国设计制作 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23人参加操作。RTK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13min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。*85东华理工大学 熊助国设计制作 作业：作业： 1、简述用角度交会法测设点位的测设方法并说明用角差图解法调整点位的过程。 2、画图说明按规定坡度放样直线的放样过程。 3、A、B为已知平面控制点，坐标分别为（1000.00，1000.00）、（1200.00，1100.00） , P点为设计点，P点的设计坐标为（1145.00, 1135.00）。今以极坐标法放样P点，以A为测站点，B为后视点。试 （1） 计算放数据； （2） 说明测设过程； （3）放样时用J6经纬仪测设水平角一测回，距离用标称精度为5mm+5ppmD的测距仪观测一测回，试分析放样点 P 的点位误差（只考虑距离、角度误差）。*86东华理工大学 熊助国设计制作实验一实验一实验一实验一 点位放样（点位放样（点位放样（点位放样（9 9 9 9周二周二周二周二5-85-85-85-8节）节）节）节）一、实验目的一、实验目的 1 1、掌握用极坐标法放样点位；、掌握用极坐标法放样点位； 2 2、掌握用角度交会法放样点位。掌握用角度交会法放样点位。二、实验任务二、实验任务 每组完成一矩形建筑物四个角点的每组完成一矩形建筑物四个角点的平面位置的放样工作，见图所示。平面位置的放样工作，见图所示。 假定假定A A点坐标为点坐标为X XA A=100.=100.1 15m5m、 Y YA A=200.=200.2 25m5m，ABAB方位角为方位角为15152020，要求，要求1 1、2 2点用极坐标法放样，点用极坐标法放样，3 3、4 4点用角度交会法放点用角度交会法放样。样。(i(i、j j分别为班分别为班、组号组号) ) 三、放样检查：边长误差三、放样检查：边长误差20mm20mm，角度误差角度误差60,60,坐标坐标检测与精度分析对比；检测与精度分析对比； 四、仪器、工具：每组四、仪器、工具：每组6 6全站仪一套，大钢尺一把，垂子一全站仪一套，大钢尺一把，垂子一把，大铁钉把，大铁钉8 8个，工程线个，工程线6-6-1010m m。 五、实验前各组将放样数据计算好、放样草图准备好。五、实验前各组将放样数据计算好、放样草图准备好。*87东华理工大学 熊助国设计制作