第六章-施工放樣的方法和精度分析ppt課件

測(cè)繪科學(xué)與工程學(xué)院,第6章施工放樣的方法和精度分析II,工程測(cè)量學(xué)多媒體課件,“南水北調(diào)”穿黃工程II-B標(biāo)段北岸豎井開挖襯砌第10環(huán)施工放樣(2006年10月31日),精選,2,分節(jié)目錄,6.2坐標(biāo)法放樣,6.3其他直接放樣方法,6.4歸化法放樣,6.5剛體的放樣定位,6.6高程放樣方法,6.1施工放樣的概念,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,6.8施工放樣新技術(shù),精選,3,水準(zhǔn)儀法,全站儀法,一般方法,倒尺法,懸掛鋼尺法,常用方法,GPS-RTK法,6.6高程放樣方法,精選,4,1.水準(zhǔn)儀法（1）一般方法,依幾何水準(zhǔn)測(cè)量的原理，兩點(diǎn)之間的高差：,可得待放樣點(diǎn)上水準(zhǔn)尺的讀數(shù)：,適用于地勢(shì)平坦、水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺均比較容易安置的情況。,6.6高程放樣方法,精選,5,1.水準(zhǔn)儀法,6.6高程放樣方法,精選,6,1.水準(zhǔn)儀法,腰線,為了指示巷道掘進(jìn)的坡度而在巷道兩幫上給出的方向線。,6.6高程放樣方法,精選,7,1.水準(zhǔn)儀法（2）倒尺法適用場(chǎng)合在隧道(洞)、礦井巷道內(nèi)等場(chǎng)合，如果水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)設(shè)在頂部，水準(zhǔn)尺無法在點(diǎn)上正立地放置。,6.6高程放樣方法,精選,8,1.水準(zhǔn)儀法（2）倒尺法,6.6高程放樣方法,兩點(diǎn)之間的高差：,則待放樣點(diǎn)上水準(zhǔn)尺的讀數(shù)：,精選,9,1.水準(zhǔn)儀法（3）懸掛鋼尺法,基坑高程放樣,6.6高程放樣方法,鋼尺彈動(dòng),讀數(shù)誤差,精選,10,1.水準(zhǔn)儀法（3）懸掛鋼尺法,建(構(gòu))筑物的高程放樣,6.6高程放樣方法,室內(nèi)地坪標(biāo)高,底層1m標(biāo)高線,某層1m標(biāo)高線,樓梯間,電梯間,傳遞孔,結(jié)構(gòu)首層,待測(cè)樓層,精選,11,1.水準(zhǔn)儀法水準(zhǔn)儀法高程放樣的關(guān)鍵問題依據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理，計(jì)算待放樣點(diǎn)處水準(zhǔn)尺應(yīng)有的讀數(shù)。,6.6高程放樣方法,精選,12,2.全站儀法,6.6高程放樣方法,精選,13,2.全站儀法（1）天頂測(cè)距法,棱鏡,鐵板,測(cè)距光束,全站儀,水準(zhǔn)儀,6.6高程放樣方法,精選,14,2.全站儀法（2）一般方法(三角高程測(cè)量),儀器高,覘標(biāo)高,豎直角,斜距,比較與，指揮并放樣出高程點(diǎn)B。,6.6高程放樣方法,精選,15,6.6高程放樣方法,2.全站儀法（3）無儀器高法,比較與，指揮并放樣出高程點(diǎn)B。,精選,16,3.GPSRTK法放樣,6.6高程放樣方法,大地高,正高,正常高,高程異常,我國規(guī)定采用的高程系統(tǒng)是工程測(cè)量中常用的,“高程系統(tǒng)”的問題,精選,17,3.GPSRTK法放樣突出問題：雖然GPS能給出高精度的大地高，卻由于沒有一個(gè)具有相應(yīng)精度、高分辨率的似大地水準(zhǔn)面模型，致使GPS大地高到GPS正常高的轉(zhuǎn)換精度嚴(yán)重降低通行的做法：在GPS網(wǎng)中用水準(zhǔn)測(cè)量或三角高程測(cè)量的方法施測(cè)一定數(shù)量的高程控制點(diǎn)，然后利用高程控制點(diǎn)的大地高和正常高求得高程異常值，并據(jù)此擬合出局部似大地水準(zhǔn)面形狀，進(jìn)而推算出測(cè)區(qū)內(nèi)其他GPS點(diǎn)的高程異常和正常高。,6.6高程放樣方法,精選,18,高程放樣,水準(zhǔn)儀法,全站儀法,一般方法,倒尺法,懸掛鋼尺法,天頂測(cè)距法,一般方法,無儀器高法,高程點(diǎn)的標(biāo)設(shè),水準(zhǔn)測(cè)量原理,三角高程測(cè)量原理,鉛垂測(cè)距,6.6節(jié)小結(jié),GPSRTK法放樣,大地高-正常高,精選,19,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,一、鉛垂線放樣二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量（二）煙囪的施工測(cè)量,精選,20,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,一、鉛垂線放樣應(yīng)用領(lǐng)域：高層建筑、鐵塔、煙囪、電梯井、地下鐵道豎井等高聳建筑物或深入地下的建筑物測(cè)量目的：保證建筑物的垂直度放樣方法：經(jīng)緯儀彎管目鏡光學(xué)鉛垂儀激光鉛垂儀,精選,21,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,一、鉛垂線放樣（一）經(jīng)緯儀彎管目鏡法,只要將通常所用的經(jīng)緯儀（全站儀或激光經(jīng)緯儀），卸下目鏡，裝上彎管目鏡，望遠(yuǎn)鏡的視線就可以指向天頂。,精選,22,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,一、鉛垂線放樣（一）經(jīng)緯儀彎管目鏡法,北京光學(xué)儀器廠_彎管目鏡(JF19),精選,23,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,一、鉛垂線放樣（一）經(jīng)緯儀彎管目鏡法實(shí)際操作時(shí)，通常使照準(zhǔn)部每旋轉(zhuǎn)90向上投一點(diǎn)，這樣就可得到四個(gè)對(duì)稱點(diǎn)，取其中點(diǎn)為最終結(jié)果，就可提高投點(diǎn)精度。,精選,24,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,一、鉛垂線放樣（二）光學(xué)鉛垂儀法,精選,25,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,一、鉛垂線放樣（三）激光鉛垂儀,索佳LV1型激光鉛垂儀,蘇一光_DZJ2激光垂準(zhǔn)儀,蘇一光_JC100激光垂準(zhǔn)儀,精選,26,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量主要問題：控制豎向偏差，即各層軸線如何精確地向上引測(cè)？,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010),精選,27,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制為保證高層建筑豎直度、幾何形狀和截面尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)要求，必須首先建立較高精度的施工測(cè)量控制網(wǎng),6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010),精選,28,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制普遍采用的控制形式是內(nèi)控制內(nèi)控制：在建筑物的00面內(nèi)建立控制網(wǎng)，在控制點(diǎn)豎向相應(yīng)位置預(yù)留豎向傳遞孔，用儀器在00面控制點(diǎn)上，通過傳遞孔將控制點(diǎn)傳遞到不同高度的樓層。,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,29,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制實(shí)施策略：“分段投測(cè)、分段控制”將建筑物按高度分若干投測(cè)段（15層左右約50米）將第一段00的控制點(diǎn)投測(cè)至第二段的起始樓層經(jīng)檢測(cè)調(diào)整后重新建點(diǎn)，相當(dāng)于將第一段控制網(wǎng)升至第二段，作為第二各樓層的控制其余類推其目的：提高工效，防止誤差積累，顧及儀器性能并減少外界的影響,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,30,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,31,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,每一個(gè)投測(cè)段的施工測(cè)量實(shí)施步驟：顧及建筑物的形狀，在底層布置矩形或“”字控制網(wǎng)，并轉(zhuǎn)測(cè)至建筑物的00面，經(jīng)復(fù)測(cè)檢核后，作為建筑物垂直度控制和施工測(cè)量的依據(jù)用鉛垂儀或經(jīng)緯儀（全站儀）加彎管目鏡或激光投點(diǎn)儀,在00面控制網(wǎng)點(diǎn)作豎向傳遞，將控制點(diǎn)隨施工進(jìn)程傳遞至相應(yīng)樓層,精選,32,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,軸線傳遞孔,控制點(diǎn)鉛垂方向上每層樓板預(yù)留有相應(yīng)的傳遞孔，尺寸約30cm30cm,精選,33,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,在接收位置，透過接收靶看到激光鉛垂儀投上去的激光斑點(diǎn)，并做記號(hào)；或者，由光學(xué)鉛垂儀或經(jīng)緯儀的操作人員通過調(diào)焦看到接收靶上的“”字線的交點(diǎn)位置。,刻有“”字線的有機(jī)玻璃,接收靶,精選,34,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,35,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,為消除儀器的軸系誤差，儀器在每站投測(cè)時(shí)應(yīng)采用四個(gè)對(duì)稱位置分別向上投點(diǎn)，并取四個(gè)點(diǎn)的平均位置作為最后的投測(cè)點(diǎn);測(cè)距檢核。,精選,36,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,吊線墜法,外控法,精選,37,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量1、垂直度控制,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,38,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量2、層面細(xì)部放樣、垂直度計(jì)算及精度分析經(jīng)過豎向測(cè)量將內(nèi)控制網(wǎng)投影到各層上。以傳至某層的控制點(diǎn)為依據(jù)，恢復(fù)樓層控制網(wǎng)的控制軸線；用經(jīng)過檢核、調(diào)整后的控制軸線，放樣建筑物的樓層軸線，進(jìn)行模板安裝及施工。,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,39,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量2、層面細(xì)部放樣、垂直度計(jì)算及精度分析在樓層的相應(yīng)位置選擇n個(gè)有代表性的特征點(diǎn)。拆模后，根據(jù)各樓層控制網(wǎng)的控制軸線，量取施工后各特征點(diǎn)的實(shí)際位置，計(jì)算與設(shè)計(jì)位置的偏差施工(xi,yi)。,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,評(píng)價(jià)和衡量高層建筑工程質(zhì)量的重要指標(biāo),精選,40,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量2、層面細(xì)部放樣、垂直度計(jì)算及精度分析0層的特征點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)量誤差：,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,全站儀對(duì)中誤差,定向誤差,測(cè)角誤差,測(cè)距誤差,極坐標(biāo)測(cè)量,1mm,1mm,2mm,不會(huì)超過2.5mm,精選,41,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量2、層面細(xì)部放樣、垂直度計(jì)算及精度分析第i層的特征點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)量誤差：,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,儀器對(duì)中誤差m1,鉛垂儀自身誤差m3,投測(cè)點(diǎn)位標(biāo)定誤差m2,1mm,3.2mm,0.5mm,4.21mm,+使用激光鉛垂儀進(jìn)行豎向投測(cè)所產(chǎn)生的誤差,如果標(biāo)稱垂準(zhǔn)精度為1/30000、樓高為96m，,3.39mm,全站儀極坐標(biāo)測(cè)量誤差2.5mm,精選,42,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量3、高程傳遞懸掛鋼尺法,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,室內(nèi)地坪標(biāo)高,底層1m標(biāo)高線,某層1m標(biāo)高線,樓梯間,電梯間,傳遞孔,結(jié)構(gòu)首層,待測(cè)樓層,精選,43,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量3、高程傳遞全站儀天頂測(cè)距法,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,棱鏡,鐵板,測(cè)距光束,全站儀,水準(zhǔn)儀,精選,44,二、高聳建筑物的施工放樣（一）高層建筑物的施工測(cè)量3、高程傳遞精度要求,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010),精選,45,二、高聳建筑物的施工放樣（二）煙囪的施工測(cè)量,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,46,二、高聳建筑物的施工放樣（二）煙囪的施工測(cè)量建筑特點(diǎn)：基礎(chǔ)面積小、主體高、地基負(fù)荷大、垂直度要求高施工方法：多采用滑模施工法煙囪施工測(cè)量的主要任務(wù)：嚴(yán)格控制煙囪的中心位置，確保主體的垂直度。,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,47,二、高聳建筑物的施工放樣（二）煙囪的施工測(cè)量垂直度要求：,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,煙囪工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50078-2008,精選,48,二、高聳建筑物的施工放樣（二）煙囪的施工測(cè)量1、基礎(chǔ)定位和施工,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,1.5H,在金屬板上標(biāo)定，是指導(dǎo)施工的主要依據(jù)，用來控制煙囪的半徑和垂直度，并進(jìn)行沉降和傾斜觀測(cè)。,精選,49,二、高聳建筑物的施工放樣（二）煙囪的施工測(cè)量2、筒身施工測(cè)量（1）軸線外控法經(jīng)緯儀分別安置在軸線控制樁A、B、C、D點(diǎn)上瞄準(zhǔn)基礎(chǔ)面上的軸線點(diǎn)，將軸線向上投測(cè)到筒身施工面的邊緣并做標(biāo)記按標(biāo)記拉兩根小線繩，其交點(diǎn)即為煙囪中心點(diǎn),6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,精選,50,二、高聳建筑物的施工放樣（二）煙囪的施工測(cè)量2、筒身施工測(cè)量（2）軸線內(nèi)控法將激光鉛垂儀安置在煙囪底部的中心點(diǎn)上，在工作平臺(tái)中央安置接收靶，煙囪每滑升2530cm，就澆筑一層混凝土，在每次滑升前后各進(jìn)行一次觀測(cè)。,6.7高聳建筑物的鉛垂線放樣,滑升模板施工工藝,精選,51,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用二、地鐵隧道施工放樣中的盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)測(cè)量三、網(wǎng)絡(luò)RTK在跨海大橋工程放樣中的應(yīng)用,6.8施工放樣新技術(shù),精選,52,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用頂管施工是一種非開挖施工技術(shù)，適合各種無法實(shí)施開挖地區(qū)的各種地下市政工程施工。,6.8施工放樣新技術(shù),頂管施工現(xiàn)場(chǎng),精選,53,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用,6.8施工放樣新技術(shù),頂管施工現(xiàn)場(chǎng),施工中管道內(nèi)狀態(tài),精選,54,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用,6.8施工放樣新技術(shù),DH1200、DH800泥水平衡頂管機(jī),TCM泥水平衡1350頂管機(jī),精選,55,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用頂管施工測(cè)量的目的：測(cè)量出頂管機(jī)頭當(dāng)前的位置，并與設(shè)計(jì)管道軸線進(jìn)行比較，求出機(jī)頭當(dāng)前位置的左右偏差（水平偏差）和上下偏差（垂直偏差），以引導(dǎo)機(jī)頭糾偏。為保證頂管施工質(zhì)量，機(jī)頭位置偏差必須加以限制，因此糾偏要及時(shí)，做到“隨測(cè)隨糾”。,6.8施工放樣新技術(shù),精選,56,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用目前，國內(nèi)頂管大都為直線頂管，而且距離近，在工作井內(nèi)，能與機(jī)頭直接通視，因此測(cè)量機(jī)頭的位置比較簡(jiǎn)單。在工作井內(nèi)安置經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀，或激光指向儀，并在機(jī)頭內(nèi)安置測(cè)量標(biāo)志，就可以隨時(shí)測(cè)量機(jī)頭的位置及其偏差。,6.8施工放樣新技術(shù),精選,57,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用最近幾年，在特殊情況下，進(jìn)行了曲線頂管，而且距離遠(yuǎn)，在工作井內(nèi)不能與機(jī)頭通視，井下安置的儀器無法直接測(cè)量機(jī)頭的位置，必須用導(dǎo)線測(cè)量的方法在管道內(nèi)逐站測(cè)量至機(jī)頭，以求出機(jī)頭的位置偏差。,6.8施工放樣新技術(shù),精選,58,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用曲線頂管施工測(cè)量面臨的問題：1）在管道中進(jìn)行人工導(dǎo)線測(cè)量作業(yè)條件差，操作困難，測(cè)量時(shí)頂管必須停止，占用時(shí)間多，當(dāng)進(jìn)行4站的管道測(cè)量時(shí)，一般用時(shí)23小時(shí)；2）管道內(nèi)的導(dǎo)線點(diǎn)隨頂管一起移動(dòng)，每次測(cè)量都必須由井下開始全程進(jìn)行，要做到“隨測(cè)隨糾”，相當(dāng)困難；,6.8施工放樣新技術(shù),精選,59,一、測(cè)量機(jī)器人在頂管施工放樣自動(dòng)化中的應(yīng)用曲線頂管施工測(cè)量面臨的問題：3）曲線頂管，尤其是小半徑的曲線頂管，機(jī)頭的控制更加困難，更加要求及時(shí)糾偏，因此測(cè)量頻率更要提高，難以滿足。,6.8施工放樣新技術(shù),解決方案：采用頂管自動(dòng)引導(dǎo)測(cè)量系統(tǒng)指導(dǎo)施工。,精選,60,6.8施工放樣新技術(shù),精選,61,6.8施工放樣新技術(shù),精選,62,6.8施工放樣新技術(shù),精選,63,二、地鐵隧道施工放樣中的盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)測(cè)量在隧道挖掘過程中，獲取盾構(gòu)的姿態(tài)參數(shù)非常重要，因?yàn)樗粌H對(duì)盾構(gòu)前進(jìn)的方向給出指導(dǎo)，而且是后續(xù)調(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)的基礎(chǔ)。,6.8施工放樣新技術(shù),沈陽重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司盾構(gòu)機(jī)-直徑11.38m,南水北調(diào)中線穿黃工程隧洞盾構(gòu)2007.07.08,精選,64,二、地鐵隧道施工放樣中的盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)測(cè)量隧道掘進(jìn)機(jī)(TunnelBoringMachine,TBM)引導(dǎo)系統(tǒng)，是盾構(gòu)工程施工的關(guān)鍵部件。TBM自動(dòng)引導(dǎo)系統(tǒng)利用先進(jìn)的測(cè)量、電子傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算TBM的位置、姿態(tài)和趨勢(shì)信息，并與設(shè)計(jì)隧道軸線（DesignedTunnelAlignment,DTA）進(jìn)行比較，以直觀的方式圖文并茂地給盾構(gòu)機(jī)操控人員實(shí)時(shí)地提供信息。,6.8施工放樣新技術(shù),精選,65,二、地鐵隧道施工放樣中的盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)測(cè)量盾構(gòu)自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)采用的方法：激光方法主要以英國的ZED和德國的VMT為代表，兩種產(chǎn)品在包括英法隧道、上海地鐵、天津地鐵、黃河隧道的建設(shè)中得到應(yīng)用。棱鏡方法以德國的PPS為代表，其產(chǎn)品包括在廣州地鐵、西班牙巴塞羅那地鐵、美國、澳大利亞、蘇黎世等數(shù)十個(gè)地下工程施工中導(dǎo)向。,6.8施工放樣新技術(shù),精選,66,二、地鐵隧道施工放樣中的盾構(gòu)姿態(tài)自動(dòng)測(cè)量,6.8施工放樣新技術(shù),精選,67,三、網(wǎng)絡(luò)RTK在跨海大橋工程放樣中的應(yīng)用施工方案：變水上施工為陸上施工。在兩個(gè)主橋墩位置各沉放一個(gè)預(yù)制鋼施工平臺(tái)，每個(gè)預(yù)制鋼施工平臺(tái)由12個(gè)導(dǎo)管架組成，通過測(cè)量指揮導(dǎo)管架沉放到位后，在導(dǎo)管中打入鋼管固定導(dǎo)管架，拼裝作業(yè)平臺(tái)。,6.8施工放樣新技術(shù),精選,68,三、網(wǎng)絡(luò)RTK在跨海大橋工程放樣中的應(yīng)用某跨海大橋工程連接岸上深水港航運(yùn)中心與30km外的近海小島，為滿足航運(yùn)的