在工程测量中,传统的经纬仪,甚至近十多年来应用的全站仪,都很难满足某些复杂的测量放线。本文介绍的AutoCAD(计算机辅设计)在建筑工程施工中的应用,大大提高了工效,并附广东省湛江市某工程测量放线实例。
关键词:AutoCAD;施工;测量放线;内业计算
一、AutoCAD辅助施工测量放线
在工程测量中,内业资料计算占有很重要的比重,内业资料计算的准确无误与速度直接决定了测量工作是否能够快速、顺利地完成。而内业资料的计算方法及其所需达到的精度,则又直接取决于外业所用仪器及具体的
放样目标和内业计算所用到的办公软件和计算办法。计算机辅助设计(Computer Aid Design简写CAD,常称AutoCAD)在建筑工程施工中得到了普通的应用,它大大提高了工作效率,AutoCAD的特性提供了测量内业资
料计算的另外一种全新直观的图形计算办法。
结合采用全站仪仪器的情况,可以很方便地进行三维坐标的测量,通过AutoCAD的内业计算有如下优点:
(1)在放样的过程中,可以用编程计算器结合全站仪,非常方便地、快速地进行作业。
(2)运用AutoCAD进行计算结果的验证。
(3)在施工测量中,极坐标计算是坐标放样的重点和难点。由于一般的工程放样中的元素多为、直线(段)、圆(弧)等,故可以充分利用AutoCAD的设定坐标系、绘图和取点的功能,以及结合建筑工程外业所用计
算器的功能,从而大大减轻我们外业的工作强度及内业的工作量。
二、AutoCAD的典型内业资料计算及管理
在测区内加密控制点,经常使用测角交会或测距交会或两者相结合的方法,如果运用数学公式来计算,则非常繁琐,而且不易检查错误,例如在后交会中的危险圆上。相反,如果我们利AutoCAD来绘图计算,就简单
多了。现针对测角和测距两种方法分别作如下说明:
(1)前方测角交会。如图一所示,A、B为坐标已知的控制点,P为待求点,在A、B两点已观测了角度α、β。
利用AutoCAD系统软件,根据A、B两点坐标在桌面绘制出A、B两个点,连接AB点得到AB线段,然后分别以A点和B点为基点旋转AB线段α,β角(从图上可直观地分辩方向)。使用ID命令选择交点P,就可以得到P点
坐标了。如果图形有检校条件,仍然可以进行坐标差的计算。如果在近似平差的情况下能满足需要,则可以在图形上进行平均计算并作出标记。
(2)前方距离交会。如图二所示,A、B为坐标已知的控制点,P为待求点,在A、B两 点分别利用全站仪测了距离Sa和Sb。
利用AutoCAD系统软件,根据A、B两点坐标绘制出A、B两个点,连接AB点得到AB线段,然后分别以A点和B点为圆心,以为Sa和Sb半径作圆,则得到P点和P*点(对照现场的方位情况,从图上可直观地分辩出其中一
点P为所求,而另一点P*则是虚点,是不需要的)。使用ID命令选择交点P,就可以得出P点坐标了。将前方测角交会与前方距离交会进行组合应用,当然那就不一定要将所有条件都完成测量了,另外对于以上几项对坐标
的应用,应该注意的就是AutoCAD中的坐标顺序与测量中的大地坐标系是有区别的,也就是要注意X坐标和Y坐标的对应关系。
(3)对作业资料的管理
AutoCAD在工程中除对测量内业资料计算有其优势一面,在外业资料的管理方面,同样有着非常广泛的应用。在测量外业资料中,主要是控制点网络图及其计算资料的管理,另一方面是各种开挖横断面、纵断面图的
绘制,以及横断面面积的计算,以及其他一些需要的图纸的绘制。由于AutoCAD已经有了很强的数学计算功能和很高的数学精度,其有效位数已完全能够满足我们在工程测量中的需要了。在建筑工程施工中将所有图纸、
所有工程量表格及文档进行分类,其重点是对图纸文件利用AutoCAD进行总图的绘制,在以后的工作中,就可以在总图上进行查找了。
三、AutoCAD辅助测量放样的应用实例
广东省湛江市某工程建筑平面(见图三)较一般矩形建筑物复杂,流线向呈弧形,径向轴线相互间有一定夹角,且存在多个圆心,测量内业计算工作量繁杂,放线工作大,通过CAD图解配合全站�定位的方法可以轻松
解决。
(1)内业计算方法。内业计算须依据相应的测量方法而定,外形复杂的工程在各个阶段所用的测量方法不同,所需内业测量数据都比较多,采用普通解析几何方法计算,工作量则会显得较为繁杂,且易出错,采用
CAD图解法,借助CAD强大的查询、标注功通来实现。
(2)测量定位
1)基坑及基础施工阶段。基坑在地表下,基坑内每个桩承台都凸出板上,而且相互间由横向弧形、纵向直形基础梁相连。对于这种复杂的基坑定位用普通经纬仪量角、钢卷尺测距较困难,且误差较大,不易实现。采
用全站仪是比较合适的方法。
2)非标准层阶段。非标层结构较复杂 ,须在梁板面相应增设测量辅助导线,此导线依据实际情况而定,呈不规则分布。
3)标准层阶段。标准层形状相对较简单,于非标层施工阶段在楼层上将测量控制点精确定位出来,通过激光垂准仪投递上去,控制点的连线即为标准层的测量辅助导线。
(3)各阶段施工测量定位。
1)基坑阶段
①将工程轴网按相应方位辅入CAD系统,并置入相对坐标系中,利用CAD标注功能标注出每个轴线交点坐标,如图四所示。
②用全站仪测设任一辅助点C1于基坑附近,将全站仪架设于C1点,原始测量控制点为后视点,各轴线交点即为所需测设前视点,测设出各轴线交点后,便完成了相应轴网的定位,根据基坑与轴线几何尺寸关系,即能
得出每个承台基坑及基础梁基槽位置。
③细部轴线放样。直形轴线可用经纬仪配合投设;弧形轴线的定位放样,可辅以矢高法进行,详见图五。为保证弧形的平滑,细部放样点应有一定的密度,一般要求矢高在3mm以内,故放样点的密度应为1.1m,对应
的圆心角为1°,即每相邻二个轴线点之间内插4个点。
裙楼因基坑较浅,在全站仪施放主楼轴线不能兼顾的情况下,用以下方法测量定:在基坑附近测设另一辅助点C2,用计算机电子表格编程计算得出C1 C2与C2P之间夹角(P为任一轴线交点,夹角可用两者方位角差值
计算得出),轴网交点可同时用两台经纬仪分别架设于辅助点C1及圆心点O1量角交江而得。此方法同样避免了钢卷尺测距产生的不必要的误差。
2)地下室阶段
①根据底板高低跨实际情况,确定测量辅助导线L1位置,用CAD图解法标注出L1与各轴线几何关系尺寸参数。
②用全站仪测设出辅助导线L1上控制点,用钢卷尺沿L1测出L1与各径向轴线的交点M1,将经纬仪架设于M1点,根据CAD图解得出的凡何关系尺寸参数,量角测距后即可定位出各轴线交点,详见图六。
非标准层阶段形状依然较复杂,辅助导线设置及测量方法同地下室施工阶段。
3)标准层阶段
标准层平面形状虽相对较简单。辅助导线也相对减少,此辅助导线控制点事先在非标层施工阶段预先测设好,采用激光铅垂仪投递上去。此控制点不得少于三个,且能相互通视,以便进行闭合复核,详见图七。
结束语
CAD技术及电子表格在工程测量方面的应用即快捷又精确,还可进行多方案的比较,在实际施工中能取得较好的效果。
参考文献
[1]程新文.测量与工程测量[M].北京:中国地质大学出版社,2000年3月.