高精度測量放線工法

高精度測量放線工法單位編制人編制時間目錄前言11、主要技術特點22、適用范圍23、施工準備24、工藝流程及操作特點25、主要使用材料96、機具設備97、勞動組織98、質(zhì)量要求99、效益分析1010、工程實例11前言隨著科學技術的發(fā)展，工業(yè)設備安裝工程中設備安裝精度要求越來越高，尤其是大跨度、長距離、高速運轉(zhuǎn)的自動化生產(chǎn)線的設備安裝，如造紙生產(chǎn)線設備的安裝，其水平度及垂直度的允許偏差均為03MM。設備安裝的精度取決于地腳螺栓的預埋精度，而在較大范圍內(nèi)的地腳螺栓預埋精度則由測量放線的精確度所決定。因此掌握整套的高精度測量放線技術是保證設備安裝精度的基礎。蘇州公司在幾個類似工程實踐的基礎上，由馬錦紅同志總結編制了這套高度測量放線施工工法。該施工方法已在多項工程施工中，得到外方專家的認可和好評。1、主要技術特點11使用本工法，建立基準線網(wǎng)絡，各基準線之間的平等度、垂直度均能達到很高的精度要求。12網(wǎng)格基準線貫穿于整個廠房，無論是整條生產(chǎn)線，還是單體設備均能借助該基準線，利用精密儀器保證其安裝精度。13利用網(wǎng)格基線來控制設備地腳螺栓的預埋偏差，減少誤差傳播量，從而保證設備安裝精度。14利用網(wǎng)格基準線上基準點（線）的永久保存性，更方便于將來生產(chǎn)運行過程中的設備維修。2、適用范圍本工法適用于安裝精度要求較高、大跨度、長距離、高速度運轉(zhuǎn)的自動生產(chǎn)線設備安裝。例如造紙機生產(chǎn)線安裝，廠區(qū)鋼結構管架安裝等。3、施工準備利用廠房原始的縱、橫向的控制點，借助精密測量儀器（如T2經(jīng)緯儀、GTS311全站儀等）測設出廠房內(nèi)設備的成條中心線，以及平等和垂直此中心線的縱、橫輔助中心線，并在其縱向輔助中心線上設立各控制點，從而建立一基準線網(wǎng)格。4、工藝流程及操作特點41工藝流程制作控制點基準標板確定底層縱、橫中心線確定底層縱向輔助中心線確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點的起點確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點其他層基準線網(wǎng)格投測（方法與底層測設方法相同）。42操作要點421控制點基準標板的制作、預埋為使控制點可長期保存，我們可用10MM的不銹鋼板制作100100MM見方的基準標板，下部焊鉚筋，上部加蓋板，并用螺栓將蓋板與標板相連接，以加強對基準點保護（參見圖1）。標板亦可采用25MM,L150MM的銅棒制作，頂部車成凹槽形并攻絲，下部加工成工字形，上部加蓋板（帶螺紋），參見圖2所示?；鶞蕵税逯谱骱煤?，在底層地坪及各樓層澆注時，將各標板精確定位并預埋（見附圖3）。養(yǎng)護期間應定期逐個進行檢查、復測，確保基準標板的牢固、穩(wěn)定。422底層縱、橫中心線的投測在本工法的實施過程中，兩點間距離、垂直度、直線性等精度要求均為小于05MM。（1）復檢土建施工軸線底層縱、橫中心線是以土建施工軸線為基準進行投測的?？v、橫中心線是其余各基準線的投測起點，因此，保證該兩線的垂直度至關重要。在縱向中心線投測之前，我們利用T2經(jīng)緯儀架設于X2、Y2點，測出土建縱、橫軸線的交點O，并用沖頭在基準標板上標出該點。然后，架設T2經(jīng)緯儀于O點，利用正倒鏡現(xiàn)兩側(cè)回法，校核土建縱、橫軸線的垂直度，并對其方向控制點進行調(diào)整，使土建兩軸線的垂直度滿足其精度要求。（2）底層縱向中心線投測底層縱向中心線是其余各基準線的投測起點，保證該線的投測精度至并重要。分別架設T2經(jīng)緯儀于X1、X2點，采用正倒鏡兩側(cè)回法，用劃針在基準標板OS、OE上劃出垂直于土建縱向中心線的垂直線，然后根據(jù)土建縱向中心線與底層縱向中心線的相對距離螺釘蓋板鉚筋圖一蓋板銅棒圖二A，將GTS311全站儀架于X1、X2點，分別測出距離X10SX2OE等于距離A。并用鋼盤尺和彈簧秤復檢此距離，然后用沖頭標出該兩點，通過此兩點的直線OSOE即為縱向中心線，如圖3所示。（3）底層橫向中心線的確定按照底層縱向中心線的投測方法，采用T2經(jīng)緯儀，借助于劃針在基準標板T10，D10上劃出垂直于土建橫向中心線的垂直線，再根據(jù)土建橫向中心線與底層橫向中心線的相對距離B，利用GTS300全站儀測出距離Y1T10、Y2D10為B，并用鋼盤尺和彈簧秤復檢此距離。用沖頭在標板上標出T10、D10點，通過T10、D10點的直線即為底層橫向中心線。在底層縱、橫中心線投測之后，我們應利用T2經(jīng)緯儀或GTS311全站儀按照復檢土建施工軸線的方法，定出其縱、橫中心線的交點OO，將GTS311全站儀或T2經(jīng)緯儀架設于OO點，對縱、橫向中心線的垂直度進行檢驗，并進行調(diào)整，直至其垂直度滿足精度要求。在標定O點及OO點時，我們采用正倒鏡兩側(cè)回取中法，以消除儀器本身角度偏差而造成的偏差，確保O點及OO點精確度，采用該方法即考慮人工做點誤差亦可滿足其相對于縱、橫中心線的直線性誤差（小于05MM）423底層縱向輔助線的確度在測定底層縱向輔助線時，我們分以下兩步驟進行，以保證其與縱向中心線的平行性。（1）縱向中心線的垂直線DSTS,DETE線的確定影響DSTS,DETE線相對于縱向中心線垂直度誤差的因素有兩項，以DS為例分析如下（11）儀器角度偏差導致的誤差D我們使用的T2經(jīng)緯儀或GTS311全站可使角度偏差小于5，本工法中，OSDS為8M，則有OSDDOE8MD5/2062658000MM019MM（206265為角度弧度換算常數(shù)）（12）儀器偏差導致的誤差D（12）儀器偏差導致的誤差D在施工中利用儀器對點時，其兩點間的距離一般都大于50M，人工做點誤差能保證在05MM以內(nèi)，則有D（800050000）DMAX8000/5000005MM008MM。根據(jù)誤差傳播定律，以上兩項對DS的影響為02MM，滿足05MM精度要求。（2）縱向輔助方向點的確定在測定縱向輔助的方向點時，我們采取測小角的方法間接測定，縱向輔助線橫向輔助線土建橫向輔助線橫向中心線縱向中心線縱向輔助線土建縱向中心線圖三T1OOSDD12OEO這種方法的應用，可使距離誤差小于05MM。以DS點為例分析如下在距離OSDS線約5D（本工法中取D8M）處設一測站，利用GTS311全站儀測距離D1、D2，用T2經(jīng)緯儀測定角，通過余弦定理D2D12D222D1D2COS可計算出D值，經(jīng)過多次測定，對DS點進行逐步修正，使DSOS8M，從而定位DS點。利用同樣方法即可定們DE、TE、TS三控制點。以滿足縱向輔助線（DSDE、TSTE）與縱向中心線OSOE的平行性要求。誤差分析根據(jù)下圖所示，我們假設D1D2B，則有SIN2SIN/2COS/22440/16160198COS12SIN2/21216/16160980由余弦定理D2D12D222D1D2COS，積分得2DD2D1D12D2D22D1D1COS2D1D2SIN設DM，化簡得M（D1D2COS）D1/D（D1D2SIN（/D）上式中M距離D的誤差，D1距離D1誤差（取1MM）D2距離D2的誤差（取1MM），D測定距離（取8M）角度弧度換算常數(shù)（取206265）D1如上圖所示（取402M）D2如上圖所示（取402M）儀器角度偏差（取2）則上式可化簡為M2B1COS/D2BSIN/D2402002/8216160198/820626502MM，滿足05MM840M的精度要求。如須使用方便，還可以根據(jù)M的計算式，設D的值，B的值的若干變量，編制的簡單的計算程序，進行電算，可從結果根據(jù)D值篩選出，M趨向于很小B的最佳值，附程序。10LETB120LETA130LETM004B/D0396B2/206265D40PRINT“B”B50PRINT“”；A60PRINT“M”M70LETAA180IFA101THEN3090LETDD1100IFD21THEN20110END424底層縱向輔助線上各距離控制點的測定在422中，我們已確定了橫向中心線上定出DO、TO點，此兩點即為縱向輔助線上各距離控制點的起點，其與縱向中心線距離的偏差根據(jù)423中的發(fā)析可知，滿足05MM的精度要求。425底層縱向輔助線上各距離控制點的測定確定了縱向輔助線上各距離控制點的起點后，我們采用距離差取平均測距法可測出各距離控制點，在此方法運用中，對其誤差影響較大的有以下兩項。（1）加權常數(shù)誤差的影響加權常數(shù)誤差是指儀器中心、反光棱鏡等效反射面、待測距離標志中心不一致所造成的誤差，其特點是隨測設距離的改變，該誤差的對所測距離的影響在一定時間內(nèi)大小不變、符合相同。因此在此工法應用中，可不考慮該誤差對距離的影響。（2）周期誤差的影響由于儀器內(nèi)部電路的影響，而造成的測設結果隨距離長短而做周期性的變化。該變化范圍即為周期誤差，計算公式如下ACOS2D/2O上式中A周期誤差的振幅D距離測距光波長初相位為消除此項影響，我們采用距離差取平均測距法，即可消除上述兩項誤差的影響，以D1為例利用GTS311全站儀，測距離Y1DO、Y1D1則Y1D1Y1Y2DOD1Y1DO，即有Y1D1|DOD1|Y1DO|則DOD1Y1D1Y1DOACOS2Y1D1/（/2）0ACOS2Y1D1/（/2）0利用GTS311全站儀，測出距離Y2DO、Y2D1則Y1D1Y1Y2DOD1Y1DOY1Y2，即有（Y1D1Y1Y2）DOD1Y1DOY1Y2，則DOD1（Y1D1Y1Y2）（Y1DOY1Y2）ACOS2Y1DOY1Y2/2）0比較（1），（2）兩式，要取兩次結果的平均值，則應使DOD1DOD10即ACOS2Y1D1/2）0ACOS2Y1DO/2）0ACOS2Y1DOY1Y2/2）0ACOS2Y1D1Y1Y2/2）02Y1D1/2）ACOS2Y1D1Y1Y2/2）2Y1DO/2）2Y1DOY1Y2/2）解之得Y1Y2/4因此，只須在測定時取定Y1Y2為測距波長的1/4，即可消除周期誤差及加權常數(shù)誤差的影響，提高測距精度，光波長度可根據(jù)使用儀器的不同查閱相關的使用說明書而得。本工法中GTS311全站儀的測距光波長度為20米。43測設過程中其他注意事項前面所述的測設方法僅在理論上對誤差加以控制，在實際操作中，我們還對其它一些會對控制點測量精度造成一定影響的方面加以注意，如光學對點器的對中誤差，氣象因素等，還應在劃線和做點的過程中特別小心，最好使劃線的線條寬度不超過02MM，點的直徑小于05MM，以縮小人為因素造成的誤差。44其它因素網(wǎng)格基準線的測定在某些工程中，因設備及廠房的要求，須在其它層測設同樣的基準線網(wǎng)格。在此測設過程中，測設方法及步驟與42中所述方法及步驟基本相同。其誤差主要是由于儀器本身的縱軸與橫軸垂直度偏差引起的，我們采用正倒鏡兩測回取中的方法即可消除些誤差，Y21DO確保精度要求。經(jīng)過以上步驟，我們已在廠房各層測設了一完整的基準網(wǎng)格線，利用此基準線，在后期的地腳螺栓預埋；基礎板的劃線、鉆孔、攻絲；設備的水平度、垂直訂等測量中，我們可利用T2經(jīng)緯儀及GTS311全站儀，借助于一些輔助工具（如磁力表座、標尺等），便可進行各項測量，并確保精度。5、主要使用材料5110MMD1100100MM的不銹鋼板，或者D25MM、L150MM的銅棒。52氧氣、乙炔53D15050MM的角鋼54I14工字鋼、10槽鋼6、機具設備（見表一）主要施工機具設備一覽表序號名稱規(guī)格數(shù)量備注1經(jīng)緯儀配三角架，左右移動平臺T2各1精度22全站儀配三角架GTS311各12MM2PPM3水準儀配三角架，精密分劃板NA2GPM3各101MM4光學對點器配三角架，帶標牌GTS311配套設備各15磁力表座26劃線針27沖頭28鋼卷尺5M/50M4/19記號筆4紅、黑10塔尺5M17、勞動組織（見表二）序號名稱人數(shù)技術要求備注1工程師22測量工程師33輔助工6熟練合計118、質(zhì)量要求本工法在編制及實施過程中，遵照了工程測量規(guī)范（500263）中相關的規(guī)定，參考了GTS311全站儀、T2經(jīng)緯儀、NA2水準儀說明書中的相關說明。同時，在本工法中建立的網(wǎng)格基準線精度要求很高，故在每次施工前，應先熟悉施工現(xiàn)場，確定一總體的施工方案，在控制過程中，測量工程師要提高警惕，嚴格、謹慎地投測好每一控制點，并按照要求進行復測。同時做好施工記錄，親自監(jiān)督輔助工預埋好每一塊控制標板，人工地點要特別小心，減小人為誤差，以滿足精度要求。9、效益分析91社會效益911基準線網(wǎng)格測設技術的使用與探索，保證了基準線的精確度，確保了設備的安裝精度與安裝質(zhì)量，為公司在社會上贏得了較高的信譽。912高精度基準線網(wǎng)格測設技術的使用，解決了由于儀器本身精度的不足，而無法設置高精度基準線的現(xiàn)狀，同時還獲得了建設單位及國外安裝專家的贊同與認可。92經(jīng)濟效益采用高精度測量放線技術，自行建立基準網(wǎng)格，與委托測設相比，其經(jīng)濟效益見表三。經(jīng)濟效益見分析表序號類別項目自行測設配GTS311全站儀、T2經(jīng)緯儀、NA2水準儀委托測設配GTS311全站儀、T2經(jīng)緯儀、NA2水準儀1儀器購置費250000元2測設人工單價100元/工日3測設人工工日100工日4測設人工費用10000元5測設臺班單價6000元/臺班6測設臺班消耗60臺班7測設總費用360000元8材料費用10000元10000元總費用270000元370000元在工程中，僅此工法的采用，即使考慮儀器購置費用，也可節(jié)約費用100000元。故經(jīng)濟效益比較可觀。10、工程實例本工法于一九九五年首先應用于紫興紙業(yè)有限公