【中玻網(wǎng)】隨著建筑業(yè)的發(fā)展以及建筑技術(shù)水平的提高，技術(shù)含量高、造型復(fù)雜、漂亮美觀的玻璃幕墻工程越來(lái)越多。北京天文館以建筑風(fēng)格現(xiàn)代、特異而獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，玻璃幕墻工程是該工程的主要組成部分，四個(gè)玻璃旋體和馬鞍形雙曲面玻璃通道等特殊建筑形態(tài)充分表達(dá)了建筑師通過(guò)天體物理學(xué)的數(shù)學(xué)模型來(lái)表現(xiàn)目前市場(chǎng)天文世界的美學(xué)創(chuàng)意。旋體和馬鞍通道鋼結(jié)構(gòu)均為空間三維彎曲，加工復(fù)雜，安裝控制精度要求高。在安裝過(guò)程中，測(cè)量是一項(xiàng)有經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)且又非常重要的工作。

　　一、平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)

　　1．1平面控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)

　　首先，對(duì)總包公司提供的控制點(diǎn)和有關(guān)起算數(shù)據(jù)(C軸軸線和C軸與1-18軸交點(diǎn))，用SET2110全站儀分別進(jìn)行兩測(cè)回測(cè)角測(cè)距，檢驗(yàn)無(wú)誤后即將其作為該工程平面控制網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)和起算數(shù)據(jù)。

　　以天文館西南角1軸與A軸交點(diǎn)為原點(diǎn)，1軸為X軸，A軸為Y軸，建立單獨(dú)施工平面坐標(biāo)系。

　　施工坐標(biāo)與城市坐標(biāo)的換算關(guān)系：

　　以C軸軸線為基準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通視條件和四個(gè)旋體、馬鞍形通道、D軸幕墻的位置，采用較坐標(biāo)法，用全站儀放樣出平行于C軸的矩形平面控制點(diǎn)。用全站儀按一級(jí)導(dǎo)線技術(shù)要求，對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行閉合導(dǎo)線測(cè)量，建立平面控制網(wǎng)。

　　矩形平面控制網(wǎng)的四個(gè)頂點(diǎn)實(shí)測(cè)坐標(biāo)分別為：

　　1．2高程控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)

　　首先，對(duì)總包公司提供的施工現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)與城市水準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，然后用DSG320自動(dòng)補(bǔ)償水準(zhǔn)儀按照四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范要求，把高程點(diǎn)引測(cè)到每個(gè)平面控制點(diǎn)上，并以此作為高程控制網(wǎng)。

　　二、全站儀三維坐標(biāo)放樣在四個(gè)玻璃旋體及馬鞍形玻璃通道鋼結(jié)構(gòu)安裝中的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀+鋼尺測(cè)量法，是目前鋼結(jié)構(gòu)安裝及校正測(cè)量所采用的普遍方法，其原理簡(jiǎn)單、直觀，容易被大多數(shù)人所接受，但細(xì)部放線工作較多，工作量非常大，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的通視條件要求較高，工程耗費(fèi)大量的人力、物力，而且效率較低。在高新技術(shù)日益發(fā)展的今天，全站儀和計(jì)算機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，運(yùn)用接口技術(shù)使二者相連，建立一套完整的全站儀實(shí)時(shí)測(cè)繪系統(tǒng)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量校正。

　　根據(jù)北京天文館玻璃幕墻工程的特點(diǎn)，對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的D軸立面幕墻和采光頂棚的結(jié)構(gòu)安裝采用傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀+鋼尺測(cè)量法，對(duì)相對(duì)較復(fù)雜的四個(gè)玻璃旋體及馬鞍形玻璃通道鋼結(jié)構(gòu)安裝、檢校采用全站儀三維坐標(biāo)放樣的方法。

　　2．1基本原理

　?。?）根據(jù)該工程的特點(diǎn)和平面圖的具體情況，以天文館單獨(dú)施工坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，計(jì)算各鋼構(gòu)柱中心和控制點(diǎn)在該坐標(biāo)系下的理論坐標(biāo)，運(yùn)用較坐標(biāo)原理對(duì)鋼柱進(jìn)行測(cè)量放樣；

　　如下圖所示，O（Xo,Yo,Zo）為測(cè)站點(diǎn)，P（Xp,Yp,,Zp）為放樣點(diǎn)，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(diǎn)相對(duì)測(cè)站點(diǎn)的放樣參數(shù)為：

　?。?）運(yùn)用全站儀、反射貼片對(duì)已初步安裝的鋼構(gòu)件進(jìn)行三維坐標(biāo)檢驗(yàn)；檢驗(yàn)結(jié)果與鋼構(gòu)件控制點(diǎn)的理論坐標(biāo)進(jìn)行比較；對(duì)誤差超限的鋼構(gòu)件進(jìn)行校正；

　?。?）運(yùn)用全站儀、反射貼片對(duì)已安裝完成的鋼構(gòu)件進(jìn)行三維坐標(biāo)實(shí)測(cè)，運(yùn)用全站儀數(shù)據(jù)采集器、接口技術(shù)使全站儀和計(jì)算機(jī)二者相聯(lián)，在計(jì)算機(jī)上建立準(zhǔn)確的鋼構(gòu)件三維立體圖，并以此作為玻璃下單的依據(jù)。

　　2．2全站儀三維定點(diǎn)的精度分析

　　全站儀測(cè)定空間某點(diǎn)P的三維坐標(biāo)計(jì)算公式為：

　　因測(cè)站點(diǎn)亦為高程控制點(diǎn)，儀器高采用鋼卷尺準(zhǔn)確測(cè)量，取mi=2mm

　　對(duì)于SET2100型全站儀，采用盤(pán)左盤(pán)右坐標(biāo)取平均，且m0=2〃，

　　ms=2+2pp?D代入（2）式計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)下表

　　在實(shí)測(cè)過(guò)程中，大天頂距為650，大視距為78m，故待測(cè)點(diǎn)（采用盤(pán)左盤(pán)右取平均）的平面大點(diǎn)位中誤差和高程中誤差分別為：

　　2．3無(wú)儀高測(cè)量法

　　準(zhǔn)確全站儀測(cè)定目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo),目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)高是三角高程測(cè)得的。從以上精度分析中可看出，三角高程測(cè)量中儀器和目標(biāo)高的誤差是高程中誤差的主要來(lái)源。用反射貼片代替棱鏡基本可清理目標(biāo)高誤差，為確保精度并清理三角高程測(cè)量中量測(cè)儀器高的誤差對(duì)觀測(cè)成果影響，可采用了高程測(cè)量無(wú)儀高作業(yè)法。其基本原理是：假設(shè)測(cè)站高程為H0，儀器高為i，從測(cè)站觀測(cè)第1個(gè)目標(biāo)點(diǎn)設(shè)為已知高程點(diǎn)，高程為H1，目標(biāo)高為0，則觀測(cè)第1點(diǎn)的高程和傳遞表達(dá)式為：

　　(3)式說(shuō)明；第j點(diǎn)高程=已知高程H1+已知高程點(diǎn)至第j點(diǎn)的間接高差⊿h1j。由于h1或hj均為全站儀望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)中心至目標(biāo)點(diǎn)的高差，并不涉及儀器高，故間接高差h1j也與儀器高無(wú)關(guān)。根據(jù)這一原理，觀測(cè)方案如下:

　　首先觀測(cè)測(cè)站到基準(zhǔn)點(diǎn)間的高差h1，然后將全站儀置于三維坐標(biāo)測(cè)量狀態(tài)，輸入測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)X0，Y0，而Z0以虛擬高程H0（H0=基準(zhǔn)點(diǎn)高程-h1）輸入，儀器高，棱鏡高均輸入0。測(cè)量起始方向即可進(jìn)行觀測(cè)。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　?。?）全站儀三維坐標(biāo)放樣法可以同時(shí)進(jìn)行多根鋼結(jié)構(gòu)柱的放樣、檢校，提高了工作效率，提高了測(cè)量精度，在空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程放樣、檢驗(yàn)中，應(yīng)得到推廣應(yīng)用。

　　（2）在天文館四個(gè)玻璃旋體及馬鞍形玻璃通道的玻璃下單中，運(yùn)用全站儀、反射貼片對(duì)已安裝完成的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)測(cè)，建立準(zhǔn)確的鋼結(jié)構(gòu)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。

　　（3）全站儀三維坐標(biāo)放樣法的標(biāo)高放樣采用無(wú)儀高、反射貼片代替棱鏡的三角高程測(cè)量，精度、效率較高，在空中定位測(cè)量有較好效果，在復(fù)雜的空中結(jié)構(gòu)安裝中較水準(zhǔn)儀+鋼尺法應(yīng)用更便捷。