[建筑]用全站仪进行工程施工放样

[建筑]用全站仪进行工程施工放样内容摘要：

）为： （ 15 ） 将式（ 14）、（ 15）代入坐标平移旋转公式，得任一点 N 的坐标为： （ 16 ） 式（ 16 ）中，（ ， ）按式（ 2 ）计算，代入时 用（ ）替代； f 为符号函数，右转取 “ + ” 左转取 “ ”。 （三）边桩坐标计算 有了中桩坐标（ x,y ）及其至左、右边桩的距离 d L 、 d R 后，计算出中桩至左、右边桩的坐标方位角 AZL 、 AZR ，则由式（ 17 ）、（ 18 ）得左、右边桩坐标（ , ）、（ , ）。 （ 17 ） （ 18 ） 直线上点 AZL 、 AZR 的计算 从图 10 a ） b ）知： （ 19 ） 第一缓和曲线及圆曲线段点 AZL 、 AZR 的计算 如图 10 a ） b ）所示，有： （ 20 ） 式（ 20 ）中，当 K 点位于第一缓和曲线上， 按式（ 9 ）计算；当 K 点位于圆曲线段，按式（ 4 ）计算。 f 为符号函数，右转取 “ + ” ，左转取 “ ”。 第二缓和曲线段点 AZL 、 AZR 的计算 如图 12 所示，有： （ 21 ） 式（ 21 ）中， 按式 计算； f 为符号函数，右转取 “ ” ，左转取“ + ”。 （四）算例 如图 13 设某高速公路立交匝道 ( 右转 ) 的非完整缓和曲线段起点 Q 的桩号 K8+ ，曲率半径 R Q = 5400m ，切线沿前进方向的坐标方位角 ，坐标为（ ， ）；终点 Z 桩号 K8+ ，曲率半径 R Z = 1800m。 中桩 K8+ 到左、右边桩的距离 d L = 18.75m ， d R = ，试计算 K8+ 的中、边桩坐标。 完整缓和曲线起点 O 的计算 由公式（ 8 ） — （ 15 ）计算得： ， ， ， ， ， ， ，。 中桩坐标的计算 由式（ 2 ）（ 14 ）（ 16 ）计算得： m ， m ； 轴的坐标方位角 ； ，。 边桩统一坐标的计算 由式（ 9 ）（ 20 ）得： ， ， 式 （ 20 ）中 Ai1i 即 轴的坐标方位角。 再由式（ 17 ）（ 18 ）得 ， ； ，。 （五）小结 通过坐标转换的方法，在传 统测设的各个局部坐标系与线路统一坐标系间建立了纽带，通过编程能实现各个中桩边桩坐标的同步计算。 对于复曲线、回头曲线、喇叭形立交、水滴形立交等复杂线形，可将其分解成直线、非完整非对称缓和曲线、圆曲线形式，再按文中的方法进行计算。 用线路统一坐标进行放样，测设灵活方便，不必在实地标定交点（ JD ）位置，这对于交点位于人无法到达的地方（如山峰、深谷、河流、建筑物内），是十分方便的。 应用中，以桩号 L 为引数，建立包括中桩、边桩、控制点在内的坐标数据文件。 将坐标数据文件导入全站仪或 GPS 接收机，应用坐 标放样功能，便可实现中、边桩的同时放样。 特别是 GPS 的 RTK 技术出现后，无需点间通视，大大提高了坐标放样的工作效率，可基本达到中、边桩放样的自动化。 第三章 建筑施工点位坐标计算及放样方法 一、平面坐标系间的坐标转换公式 如图 14 ，设 有平面坐标系 xoy 和 x39。 o39。 y39。 （左手系 —— x 、 x39。 轴正向顺时针旋转 90176。 为 y 、 y39。 轴正向）； x 轴与 x39。 轴间的夹角为 θ （ x 轴正向顺时针旋转至 x39。 轴正向， θ 范围： 0176。 — 360176。 ）。 设 o39。 点在 xoy 坐标系中的坐标为（ xo39。 ,yo39。 ），则任一点 P 在 xoy 坐标系中的坐标（ x,y ）与其在 x39。 o39。 y39。 坐标系中的坐标（ x39。 ,y39。 ）的关系式为： 在建筑施工中，上面的平面坐标系 xoy 一般多为城市坐标系，平面坐标系 x39。 o39。 y39。 一般多为建筑施工坐标系 AOB ；若 xoy 、 x39。 o39。 y39。 均为左手系，则用上式进行转换；但有时建筑施工坐标系 AOB 会出现右手系 —— x39。 （ A ）轴正向逆时针旋转 90176。 为 y39。 （ B ）轴正向。 此时，应注意上面的计算公式变为： 二、建筑基线测设及角桩定位 如图 15 ，选择 100m 35m 的一个开阔场地作为实验场地， 先在地面上定出水平距离为 的两点，将其定义为城建局提供的已知导线点 A5 、 A6 ，其中 A5 同时兼作水准点。 图 15 基线测设及角桩定位图 “ T ” 形建筑基线的测设 （ 1）根据建筑基线 M、 O、 N、 P 四点的设计坐标和导线点 A5 、 A6 坐标，用极坐标法进行测设，并打上木桩。 已知各点在城市坐标系中的坐标如下： A5(,) ， A6(,) ， M(,) ， O(5,) ， N(,) ， P(,)。 （ 2）测量改正后的 MON ，要求其与 180176。 之差不得超过 ，再丈量 MO 、 ON 距离，使其与设计值之差的相对误差不得大于 1/10000。 （ 3）在 O 点用正倒镜分中法，拨角 90176。 ，并放样距离 OP ，在木桩上定出 P 点的位置。 （ 4）测量 POM ，要求其与 90176。 之差不得超过 ，再丈量 OP 距离，与设计值 之差的相对误差不得大于 1/10000。 根据导线进行建筑物的定位 设图中 NOP 构成的是建筑施工坐标系 AOB ，并设待建建筑物 F2 在以 O 点原点的建筑施工坐标系 AOB 中的坐标分别为 1 （ 3 ， 2 ）、 2 （ 3 ， 17 ）、 3 （ 23 ， 17 ）、 4 （ 23 ， 2 ），且已知建筑坐标系原点 O 在城市坐标系中的坐标为 O （ ， ）， OA 轴的坐标方位角为 ，试计算出 1 、 2 、 3 、 4 点在城市坐标系中的坐标，并在在 A6 测站，后视 A5 ，用极坐标法放样出 F2 的 1 、 2 、 3 、 4 四个角桩。 并以 A5 高程（ ）为起算数据，用全站仪测出 F2 的 1 、 2 、 3 、 4 四个角桩的填挖深度。 （ F2 的 地坪高程为 ）。 参考答案 ： F2 的 4 个角桩的设计坐标分别如下： 1（ , ）、 2（ , ）、 3（ , ）、 4 （ , ） 检查 1— 2 个角桩的水平角与 90176。 的差是否小于 ，距离与设计值之差的相对误差不得大于 1/3000。 根据建筑基线进行建筑物的定位 * 根据图中的待建建筑物 F1 与建筑基线的关系，利用建筑基线，用直角坐标法放样出 F1 的 1 、 2 、 3 、 4 四个角桩。 检查 1— 2 个角桩的水平角与 90176。 的差是否小于 ，距离与设计值之差的相对误差不得大于 1/3000。 三、圆曲线中桩测设的局部极坐标法 如图 16 所示，用局部极坐标法测设圆曲线中桩的方法是： （ 1）以圆曲线起点 ZY 为原点，切线指向交点 JD 为 x 轴正向，再顺时针旋转 90176。 为 y 轴正向，建立切线支距法坐标系。 （ 2）用切线支距法同样的方法求出各中桩 P 在该坐标系中的坐标。 （ 注意 y 坐标的正负符号。 ） 其中有： （ 3）在 ZY 点架仪，输入测站点坐标（ 0 ， 0 ），后视 x 轴正向，输入方位角 ，测出一任意点 ZD 在该坐标系中的坐标。 （ 4）在 ZD 点设站，后视 ZY 点，根据各中桩 P 的坐标用全站仪坐标放样功能，放样出各中桩。 若使用经纬仪，则可先用坐标反算公式，求出 P 点至 ZD 点的距离 D 及转角 δ （方位角之差），再进行拨角、量边。 第四章 CASIO FX4800P 程序 一、缓和曲线切线支距法程序 程序名： HUAN QIE （缓切） 用途 该程序是 “ 完整对称带缓和 曲线的圆曲线 ” 的切线支距法详细测设坐标计算程序。 程序数学模型 按切线支距法建立的缓和曲线局部坐标系。 即以曲线起点或终点为坐标原点，切线方向为 X 轴正向，圆心方向为 Y 轴正向。 程序清单 A “ ZH ” ： R ： S “ LS ” ： Lbl 1 ↙ {L ， B} ↙ ： ↙ Lbl 2 ↙ C=Abs(LA) ： D=RS ： X=CC^5 247。 40D 2 +C^9 247。 3456D^4 C^13 247。 599040D^6+C^17 247。 17542600D^8 ◢ Y=C^3 247。 6D C^7 247。 336D^3+C^11 247。 42240D^5 C^15 247。 9676800D^7+C^19 247。 3530097000D^9 ◢ Goto 1 ↙ Lbl 3 ↙ E=180(Abs(LA)S) 247。 R 247。 π +180S 247。 (2 π R) ： P=S 2 247。 24 247。 R S^4 247。 2688 247。 R^3 ： Q=S 247。 2 S^3 247。 240 247。 R 2 ↙ X=RsinE+Q ◢ Y=RRcosE+P ◢ Goto 1 ↙ 程序说明 ZH —— ZH 点桩号（里程）； R —— 圆曲线半径； LS —— 缓和曲线长； L —— 待测设桩的桩号（里程）； B —— 当待测设中桩位于缓和曲线段，则输入 “ 1 ” ，当待测设中桩位于圆曲线段，则输入“ 1 ” 以外的数值。 X —— 切线支距法的 X 值； Y —— 切线支距法的 Y 值。 二、平面坐标转换程序 程序名 ： ZHUAN HUAN （转换） 用途 该程序是 “ 两平面坐标系间坐标转换 ” 的计算程序。 程序数学模型 根据图 14 的平面坐标系间坐标转换的平移旋转公式，进行计算，即有公式： 程序清单： C“X0” ： E“Y0” ： D“ANGLE” ： F“SIGN” ↙ Lbl 0 ↙ {A ， B} ↙ F 1 A=A ： B=B Δ X=C+Aco sDBsinD ◢ Y=E+BcosD+AsinD ◢ Goto 0 程序说明： X0 ， Y0 —— 施工坐标系（ AO39。 B ）的原点 O39。 在统一坐标系（ xoy ）中的坐标。 ANGLE —— 为统一坐标系的 x 轴顺时针旋转至施工坐标系的 A 轴的角值。 SIGN —— 为符号函数，若输入 “ 1 ” 时，则表明 xoy 为左手系，且 AO39。 B 也为左手系；若输入 “ 1 ” 之外值，则表明 xoy 为左手系，而 AO39。 B 为右手系。 A ， B —— 某点在施工坐标系中的纵、横坐标。 X ， Y —— 该点在相应统一坐标系中的纵、横坐标。 第五章 理论与实操习题集 一、理论习题 说明：请路桥类学生完成第 1 、 4 题，请建工类学生完成第 2 、 3 、 4 题。 在左转的带缓和曲线的圆曲线中桩测设中，设起点 ZH 桩号为 K5+ ，其坐标为（ 31574.163, ），其切线方位角为 ，缓和曲线长为 120m ，圆曲线的半径为 1000m ，试计算： （ 1）直线上中桩 K5+160 、 K5+180 、 K5+200 的坐标。 （ 2）缓和曲线上中桩 K5+260 、 K5+280 、 K5+300 的坐标。 （ 3）圆曲线上中桩 K5+340 、 K5+360 、 K5+380 的坐标。 （ 4）若将题目 的 “ 左转 ” 改为 “ 右转 ” ，试计算直线上中桩 K5+180 、缓和曲线上中桩 K5+300 、圆曲线上中桩 K5+340 的坐标。 部分参考答案： 左转时，有： K5+180 ： x= ， y= K5+300 ： x39。 = ， y39。 = ，。