正文异形建筑物曲面定位施工方法.docx
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正文异形建筑物曲面定位施工方法
异形建筑物曲面定位施工方法
中铁城建集团第三工程有限公司
编制人:
陈禄泉
目录
1、前言3
2、工法特点3
3、适用范围4
4、工艺原理5
4、工艺流程及操作要点5
6、材料与设备6
7、质量控制7
8、安全设施及成本保护7
9、效益分析8
10、运用实例8
异形建筑物曲面定位施工方法
中铁城建集团第三工程有限公司
陈禄泉邹继东李博胡寰宇
第1章前言
随着我国建筑业的迅速发展,对建筑造型的要求越来越高,其外在造型也越来越丰富、新颖和多样化,曲线在建筑中的应用也就愈来愈多,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,其中曲线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。
由于曲线形建筑物施工放线,远比一般的矩形、圆形等简单几何图形要复杂得多,对施工中的定位放线要求也相应提高,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。
如何能减少放线的准确度及工作量成为一个有待研究的课题。
为此,下面叙述一种采用全站仪(或经纬仪)和计算机AutoCAD软件相对坐标辅助法,从而快速准确地完成曲线形平面定位放线。
我们在工程实践中将AutoCAD制图软件与全站仪结合起来,很好地解决了多曲线建筑定位放线的问题。
特总结利用AutoCAD软件与全站仪进行多曲线建筑定位放线施工工艺,编制本工法。
第2章工法特点
2.1、坐标计算简单
建筑造型曲线较多,形状不规则的建筑物,人工计算轴线交点坐标难度大。
而采用计算机建立模型的方法,在计算机中画曲线则十分简单,而且一次可建多条曲线。
AutoCAD软件具有方便易用的坐标查询功能,使各轴线交点坐标,可不用计算而直接进行查询。
2.2、准确度高
测量精度高、速度快、内业计算量小根据曲线平面位置,建立极坐标系,借助计算机AutoCAD强大的运算功能,快速标出曲面任意点的坐标及离轴线之间的距离,再采用全站仪(或经纬仪和钢卷尺)快速完成轴线点定位,从而降低了曲线放线的难度,提高了放线工作的速度和精准度。
2.3应用方便
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。
2.4、适用范围广
由于使用全站仪应用于坐标法放线,测距为光电测距,自动换算水平距离,所以不仅适用于平坦场地放线,而且也适用于山区地形起伏较大的场地。
2.5、.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
精度不高
用于长半轴10m以下
2
几何作图法
施工操作方便
施工麻烦,桩点多,精度不高
受场地的局限
3
直角坐标法
施工操作方便
内业计算量大
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
坐标和计算机辅助法
施工简便,精度较高内业计算量小
不受施工场地限制,桩点较少
第3章适用范围
适用于一般椭圆形、弧形建筑等各种曲面建筑平面测量定位。
第4章工艺原理
全站仪有两个基本的功能:
一是测量,即:
将全站仪架在已知坐标点,后视一个已知点,再照准前视点即可测出前视点的坐标值;二是放样,即:
将待放样点的坐标值输入全站仪,将全站仪架在已知坐标点,后视一个已知点,转动全站仪即可定位出放样点的位置。
本工法正是利用CAD电子图和全站仪的各自优点,将其结合起来,首先利用CAD电子图程序建立建筑物的轴线网,利用其查询功能把待放样的轴线交点,逐一查出并作好记录。
将放样点坐标输入全站仪,即可在现场采用逐个调出的方法,放出各轴线交点。
第5章工艺流程及操作要点
5.1、利用CAD软件建立轴线模型
5.1.1根据建筑物平面面积的大小、设计特点、轴线布设的规律将建筑物划分成若干部分,以便于建立分块的轴线模型,方便施工查询(若建筑占地面积不大或轴线不是太复杂,可不分块)。
5.1.2对要建立轴线模型的各部分,每部分找出一条主轴线上的两个轴线交点,用手工计算出两个点的大地坐标值(以米为计算单位,结果精确至小数点后3位,即毫米)。
5.1.3根据手工计算出的两个点的大地坐标值,用坐标法画出主轴线。
5.1.4根据其他轴线与主轴线的位置关系,按平行线、垂直线、夹角直线、圆心角等的关系画出其余相邻轴线,再以已画出的轴线为基础采用同样的方法,画出全部轴线。
5.1.5将CAD的功能设置到坐标查询状态,进行轴线交点查询,当鼠标放在轴线交处,单击右键即可查出点坐标值。
5.1.6楼层由于有框架柱或墙体钢筋,直接将定位点放在轴线交点,不便于操作,一般楼设在柱或墙边外。
所以按图纸设计的柱、墙尺寸,建立各条轴线的等距线,即可查询出所需点位坐标。
5.2、利用全站仪进行建筑物的定位放线
5.2.1全站仪应经过计量检定,并在检定合格期内使用。
5.2.2全站仪在每一个工程测量作业之前,测量人员应对仪器根据说明书,进行检验与校正,并对温度和气压进行设置。
5.2.3按设置新点的方法,在基坑周围建立轴线测控网(只要视线好就可,不用非得设在轴线上,全站仪可自动测出新点坐标),以备放样时方便使用。
5.2.4将查询的坐标值,按分区、轴线、编号输入全站仪,建立坐标数据文件。
5.2.5将全站仪架在轴线测控网上的一个已知坐标点上,后视另外一个坐标点。
通过点号调用全站仪内存中的坐标值,照准棱镜,并按角度键,仪器自动显示对准放样点仪器应转动的水平角,转动仪器使显示需转水平角为“0°00′00″”时,即表明放样方向正确。
按距离键,仪器自动显示对准放样点相差的水平距离,当显示为0时,即表明位置正确。
5.2.6楼层定位测量时,先从地面上的两个已知点,直接在楼层测出任意两个新点的坐标(此方法不易用于高层建筑)。
再将仪器支在楼面上即可按上述方法进行定位测量。
第6章材料与设备
机具名称
型号
数量
备注
笔记本电脑
1台
全站仪
R-202NE
1台
对中棱镜
2个
对讲机
2个
盒尺
5米
1把
大锤
4KG
1把
墨斗
1个
红蓝铅笔
数支
第7章质量控制
1规范
施工测量应符合国家标准《工程测量规范》(GB50026-2007)的规定。
2轴线检测
利用CAD软件查询出曲面到轴线的距离,以每500mm一个点。
用盒尺对查询出的点进行检查,看实际所测数值是否与软件所得数值一致。
第8章安全设施及成本保护
8.1安全措施
1、仪器安装、拆缷时,要一只手先握住仪器,以防跌落。
2、仪器移位时,应先装箱,后搬运。
3、放样定位后,应先棱镜移开,再定桩位,以防大锤砸坏棱镜。
4、测量人员在测量施工中,应遵照国家颁发的《建筑安装工程安全技术操作规程》等规定。
8.2成品保护
弹线之前必须对地面或者楼面进行清理,墨线在保证清晰前提下尽量选择细线,减少误差。
在弹完线之后禁止往上面泼水、抹擦、堆放材料等。
第9章效益分析
通过CAD程序建立放线模型,可随时查询各点坐标值,而且方便、迅速、准确,比采用人工用计算器计算,速度提高数十倍,不仅大大节约了技术人员的工作量,而且不易出错。
全站仪有自动测距及自动换算水平距的功能,在CAD程序的配合下,更能充分发挥其效能,特别是地势不平的场地及多曲线要求布置多个测量点的建筑物,更能体现出此种方法的优势。
第10章运用实例
10.1科研楼(北京立思辰新技术有限公司研发中心)
10.1.1工程概况
科研楼(北京立思辰新技术有限公司研发中心)项目,工程位于海淀区东北旺西路8号中关村软件园D-R10地块,南至东旺路南路,西至东旺路西路,北至后厂村路,东至上地西路。
计划工期为2014年11月18日——2016年4月30日。
拟建工程地上5层,高度为24.05m,地下2层。
建设用地面积为21488.8m2,可建设用地面积为5389.3m2,总建筑面积为27770m2,设计室内地坪标高为47.70m,框架结构、筏板基础,现场实际自然地坪标高约为47.40m。
其外形为半鸡心型,其外侧曲面有五个圆心且不同半径的弧组成的曲线,且弧不是1/4、1/2组成的规则圆弧,圆的半径长的能达到一百多米,用传统的尺量法已经满足不了现场施工要求。
因此我们提出全站仪与CAD制图软件相结合的方法进行测量放线。
工程定位图如下图:
图一:
轴线定位图
10.1.2现场施工方法
第一步,在CAD软件中将轴线交点坐标找出,然后用全站仪在施工现场将对应的轴线交点找出,并且弹线。
第二步,剩下的只有圆弧,同理,在CAD软件中将圆弧的起点及各个圆弧之间的交点坐标找出,并且在现场利用全站仪放线找出相应的位置。
第三步,在CAD图中找出圆弧上各点的坐标,以每500mm为一组数据记录,然后在现场全站仪找出相应位置。
第四步,检查现场点位置,在CAD图中查询出对应点离最近轴线的距离,与实际放线点之间差距。
如果在误差范围内,则所放线无误。
图二:
CAD中圆弧李最近轴线距离标注
图三;施工人员进行轴线定位
图五:
圆弧距轴线距离复测
10.1.3在实际运用中的对比分析
从该建筑定位图中可以知道圆弧二的半径为103.182m,改建筑物基础底标高为-9.75m,室外地坪为-0.25m。
在基础平面放线阶段,其圆心已经在基坑外,传统圆心画弧法已经满足不了要求,所以利用CAD制图软件与全站仪相结合的放线方法从技术上来说解决了这一难题。
传统方法受地理条件影响,在放线过程中,误差较大,而使用全站仪大大提高了放线的准确度。
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