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異形玻璃幕墻工程的施工測量技術探討

 [提要] :本文就異形玻璃幕墻的施工測量技術結合實際工程的測量技術和方案作了詳細的介紹。特別是如何利用全站儀進行三維空間定位作了闡述。

  [關鍵詞]:三維坐標、全站儀、反射貼片、極坐標法、無儀高測量法

  隨著建筑業的發展以及建筑技術水平的提高,技術含量高、造型復雜、漂亮美觀的玻璃幕墻工程越來越多。中關村軟件園的玻璃大光盤、國家大劇院、北京植物園等一大批有個性、有創意的現代建筑,充分利用當今的玻璃幕墻施工技術來展示建筑大師們的美學思想。由于建筑形態的復雜性,給建筑幕墻的施工技術提出了更高的要求。在安裝過程中,測量是一項專業性較強且又非常重要的工作。

  一、 平面控制網和高程控制網的測設

  1.1平面控制網的測設

  首先,針對工程的特殊性按土建公司提供的控制點和有關起算數據,用SET2110全站儀分別進行兩測回測角測距,檢測無誤后即將其作為該工程平面控制網的基準點和起算數據。
  根據建筑軸線建立獨立施工平面坐標系。

  施工坐標與城市坐標的換算關系:

  采用極坐標法,用全站儀放樣出矩形平面控制點。用全站儀按一級導線技術要求,對控制點進行閉合導線測量,建立平面控制網。

  1.2高程控制網的測設

  首先,對總包公司提供的施工現場控制點與城市水準進行聯測,然后用DSG320自動補償水準儀按照四等水準測量規范要求,把高程點引測到每個平面控制點上,并以此作為高程控制網。

  二、全站儀三維坐標放樣在異形玻璃幕墻安裝中的應用

  傳統的經緯儀 鋼尺測量法,是目前鋼結構安裝及校正測量所采用的普遍方法,其原理簡單、直觀,容易被大多數人所接受,但細部放線工作較多,工作量較大,對現場的通視條件要求較高,工程耗費大量的人力、物力,而且效率較低。在高新技術日益發展的今天,全站儀和計算機得到了廣泛的應用,運用接口技術使二者相連,建立一套完整的全站儀實時測繪系統,對鋼結構進行測量校正。

  2.1基本原理

  (1)根據工程的特點和平面圖的具體情況,以工程獨立施工坐標系為基準,計算各鋼構柱中心和控制點在該坐標系下的理論坐標,運用極坐標原理對鋼柱進行測量放樣;
  如下圖所示,O(Xo,Yo,Zo)為測站點,P(Xp,Yp,,Zp)為放樣點,io為儀高,vp為棱鏡高,L為平距,S為斜距,V為天頂距,α為水平方向值,則P點相對測站點的放樣參數為:


  2)運用全站儀、反射貼片對已初步安裝的鋼構件進行三維坐標檢測;檢測結果與鋼構件控制點的理論坐標進行比較;對誤差超限的鋼構件進行校正;

  (3)運用全站儀、反射貼片對已安裝完成的鋼構件進行三維坐標實測,運用全站儀數據采集器、接口技術使全站儀和計算機二者相聯,在計算機上建立準確的鋼構件三維立體圖,并以此作為玻璃下單的依據。

  2.2全站儀三維定點的精度分析
  全站儀測定空間某點P的三維坐標計算公式為:
  X1=X0 SsinV?cosα
  Y1=Y0  SsinV?sinα
  Z=Z0 ScosV i                                           (1)
  設mα=mV=m0,  ms=a b?D
  根據誤差傳播定律,得:

  2.3無儀高測量法
  精密全站儀測定目標點的三維坐標, 目標點標高是三角高程測得的。從以上精度分析中可看出,三角高程測量中儀器和目標高的誤差是高程中誤差的主要來源。用反射貼片代替棱鏡基本可消除目標高誤差,為確保精度并消除三角高程測量中量測儀器高的誤差對觀測成果影響,可采用了高程測量無儀高作業法。其基本原理是:假設測站高程為H0,儀器高為i,從測站觀測第一個目標點設為已知高程點,高程為H1,目標高為0,則觀測第一點的高程和傳遞表達式為:

  (3)式說明;第j點高程=已知高程H1 已知高程點至第j點的間接高差⊿h1j。由于h1或hj均為全站儀望遠鏡旋轉中心至目標點的高差,并不涉及儀器高,故間接高差  h1j也與儀器高無關。根據這一原理,觀測方案如下:

  首先觀測測站到基準點間的高差h1,然后將全站儀置于三維坐標測量狀態,輸入測站點的坐標X0,Y0,而Z0以虛擬高程H0(H0=基準點高程-h1)輸入,儀器高,棱鏡高均輸入0。最后,測量起始方向即可進行觀測。

  三、結束語
 ?。?)全站儀三維坐標放樣法可以同時進行多根鋼結構柱的放樣、檢校,提高了工作效率,提高了測量精度,在空間結構復雜的工程放樣、檢測中,應得到推廣應用。
 ?。?)在實際工程選用曲面玻璃的下單中,運用全站儀、反射貼片對已安裝完成的鋼結構進行實測,建立準確的鋼結構電腦三維立體圖,可保證下料單的精度,避免鋼化玻璃因下單誤差而造成的損失。
 ?。?)全站儀三維坐標放樣法的標高放樣采用無儀高、反射貼片代替棱鏡的三角高程測量,精度、效率較高,在空中定位測量有較好效果,在復雜的空中結構安裝中較水準儀 鋼尺法應用更便捷。

  參考文獻
 ?、?《測量學》——武漢測繪學院
  ② 《點支式玻璃幕墻設計與施工》——王德勤
  ② 《點駁接索結構幕墻施工工藝》——王德勤