1/1施工現(xiàn)場(chǎng)放線技巧(適合初學(xué)者)高精度測(cè)量放線工法

單位：中建八局安裝公司

編制人：馬錦紅

編制時(shí)間：一九九九年十月

目錄

前言(2)

1、主要技術(shù)特點(diǎn)(2)

2、適用范圍(2)

3、施工準(zhǔn)備(2)

4、工藝流程及操作特點(diǎn)(2)

5、主要使用材料(9)

6、機(jī)具設(shè)備(9)

7、勞動(dòng)組織(9)

8、質(zhì)量要求(10)

9、效益分析(10)

10、工程實(shí)例(11)

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)設(shè)備安裝工程中設(shè)備安裝精度要求越來(lái)越高，尤其是大跨度、長(zhǎng)距離、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)備安裝，如造紙生產(chǎn)線設(shè)備的安裝，其水平度及垂直度的允許偏差均為0.3mm。

設(shè)備安裝的精度取決于地腳螺栓的預(yù)埋精度，而在較大范圍內(nèi)的地腳螺栓預(yù)埋精度則由測(cè)量放線的精確度所決定。因此掌握整套的高精度測(cè)量放線技術(shù)是保證設(shè)備安裝精度的基礎(chǔ)。

蘇州公司在幾個(gè)類似工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，由馬錦紅同志總結(jié)編制了這套高度測(cè)量放線施工工法。該施工方法已在多項(xiàng)工程施工中，得到外方專家的認(rèn)可和好評(píng)。

1、主要技術(shù)特點(diǎn)

1.1使用本工法，建立基準(zhǔn)線網(wǎng)絡(luò)，各基準(zhǔn)線之間的平等度、垂直度均能達(dá)到很高的精度要求。

1.2網(wǎng)格基準(zhǔn)線貫穿于整個(gè)廠房，無(wú)論是整條生產(chǎn)線，還是單體設(shè)備均能借助該基準(zhǔn)線，利用精密儀器保證其安裝精度。

1.3利用網(wǎng)格基線來(lái)控制設(shè)備地腳螺栓的預(yù)埋偏差，減少誤差傳播量，從而保證設(shè)備安裝精度。

1.4利用網(wǎng)格基準(zhǔn)線上基準(zhǔn)點(diǎn)（線）的永久保存性，更方便于將來(lái)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)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(zhǎng)距離、高速度運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備安裝。例如造紙機(jī)生產(chǎn)線安裝，廠區(qū)鋼結(jié)構(gòu)管架安裝等。

3、施工準(zhǔn)備

利用廠房原始的縱、橫向的控制點(diǎn)，借助精密測(cè)量?jī)x器（如T2經(jīng)緯儀、GTS-311全站儀等）測(cè)設(shè)出廠房?jī)?nèi)設(shè)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(shè)立各控制點(diǎn)，從而建立一基準(zhǔn)線網(wǎng)格。

4、工藝流程及操作特點(diǎn)

4.1工藝流程

制作控制點(diǎn)基準(zhǔn)標(biāo)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(diǎn)的起點(diǎn)→確定底層縱向輔助中心線上各距離控制點(diǎn)→其他層基準(zhǔn)線網(wǎng)格投測(cè)（方法與底層測(cè)設(shè)方法相同）。

4.2操作要點(diǎn)：

4.2.1控制點(diǎn)基準(zhǔn)標(biāo)板的制作、預(yù)埋

為使控制點(diǎn)可長(zhǎng)期保存，我們可用δ=10mm的不銹鋼板制作100*100mm見(jiàn)方的基準(zhǔn)標(biāo)板，下部焊鉚筋，上部加蓋板，并用螺栓將蓋板與標(biāo)板相連接，以加強(qiáng)對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)（參見(jiàn)圖1）。標(biāo)板亦可采用Ф=25mm,L=150mm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(jiàn)圖2所示。

基準(zhǔn)標(biāo)板制作好后，在底層地坪及各樓層澆注時(shí)，將各標(biāo)板精確定位并預(yù)埋（見(jiàn)附圖3）。養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)定期逐個(gè)進(jìn)行檢查、復(fù)測(cè)，確?；鶞?zhǔn)標(biāo)板的牢固、穩(wěn)定。

4.2.2底層縱、橫中心線的投測(cè)

在本工法的實(shí)施過(guò)程中，兩點(diǎn)間距離、垂直度、直線性等精度要求均為小于0.5mm。

（1）復(fù)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(zhǔn)進(jìn)行投測(cè)的?？v、橫中心線是其余各基準(zhǔn)線的投測(cè)起點(diǎn)，因此，保證該兩線的垂直度至關(guān)重要。在縱向中心線投測(cè)之前，我們利用T2經(jīng)緯儀架設(shè)于X2、Y2點(diǎn)，測(cè)出土建縱、橫軸線的交點(diǎn)O，并用沖頭在基準(zhǔn)標(biāo)板上標(biāo)出該點(diǎn)。然后，架設(shè)T2經(jīng)緯儀于O點(diǎn)，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(duì)其方向控制點(diǎn)進(jìn)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(cè)

底層縱向中心線是其余各基準(zhǔn)線的投測(cè)起點(diǎn)，保證該線的投測(cè)精度至并重要。分別架設(shè)T2經(jīng)緯儀于X1、X2點(diǎn)，采用正倒鏡兩側(cè)回法，用劃針在基準(zhǔn)標(biāo)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(duì)距離a，將GTS311全站儀架于X1、X2點(diǎn)，分別測(cè)出距離X10sX2Oe等于距離a。并用鋼盤(pán)尺和彈簧秤復(fù)檢此距離，然后用沖頭標(biāo)出該兩點(diǎn)，通過(guò)此兩點(diǎn)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(cè)方法，采用T2經(jīng)緯儀，借助于劃針在基準(zhǔn)標(biāo)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(duì)距離b，利用GTS300全站儀測(cè)出距離Y1T10、Y2D10為b，并用鋼盤(pán)尺和彈簧秤復(fù)檢此距離。用沖頭在標(biāo)板上標(biāo)出T10、D10點(diǎn)，通過(guò)T10、D10點(diǎn)的直線即為底層橫向中心線。

在底層縱、橫中心線投測(cè)之后，我們應(yīng)利用T2經(jīng)緯儀或GTS311全站儀按照復(fù)檢土建施工軸線的方法，定出其縱、橫中心線的交點(diǎn)Oo，將GTS311全站儀或T2經(jīng)緯儀架設(shè)于Oo點(diǎn)，對(duì)縱、橫向中心線的垂直度進(jìn)行檢驗(yàn)，并進(jìn)行調(diào)整，直至其垂直度滿足精度要求。

在標(biāo)定O點(diǎn)及Oo點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)及Oo點(diǎn)精確度，采用該方法即考慮人工做點(diǎn)誤差亦可滿足其相對(duì)于縱、橫中心線的直線性誤差（小于0.5mm）

4.2.3底層縱向輔助線的確度

在測(cè)定底層縱向輔助線時(shí)，我們分以下兩步驟進(jìn)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(duì)于縱向中心線垂直度誤差的因素有兩項(xiàng)，以Ds為例分析如下：

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：

△d=(5〃/206265)*8000mm=0.19mm

（206265為角度弧度換算常數(shù)）（1.2）儀器偏差導(dǎo)致的誤差△d＇（1.2）儀器偏差導(dǎo)致的誤差△d＇

在施工中利用儀器對(duì)點(diǎn)時(shí)，其兩點(diǎn)間的距離一般都大于50m，人工做點(diǎn)誤差能保證在0.5mm以內(nèi)，則有：

△d=（8000*50000）*△dmax=(8000/50000)*0.5mm=0.08mm。根據(jù)誤差傳播定律，以上兩項(xiàng)對(duì)Ds的影響為0.2mm，滿足0.5mm精度要求。

（2）縱向輔助方向點(diǎn)的確定

在測(cè)定縱向輔助的方向點(diǎn)時(shí)，我們采取測(cè)小角的方法間接測(cè)定，

這種方法的應(yīng)用，可使距離誤差小于0.5mm。以Ds點(diǎn)為例分析如下：在距離OsDs線約5d（本工法中取d=8m）處設(shè)一測(cè)站，利用GTS-311全站儀測(cè)距離d1、d2，用T2經(jīng)緯儀測(cè)定α角，通過(guò)余弦定理d2=d12+d22-2d1d2cosα可計(jì)算出d值，經(jīng)過(guò)多次測(cè)定，對(duì)Ds點(diǎn)進(jìn)行逐步修正，使Dsos=8m，從而定位Ds點(diǎn)。利用同樣方法即可定們De、Te、Ts三控制點(diǎn)。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(shè)d1=d2=b，則有：

sinα=2sinα/2cosα/2=2*4*40/1616=0.198

2

由余弦定理：d=d1+d2-2d1d2cosα，積分得：

2d△d=2d1△d1+2d2△d2-2d1△d1cosα+2d1d2sinα(△αρ)設(shè)

△d=m，化簡(jiǎn)得：

m=（d1-d2cosα）△d1/d+（d1d2sinα（△α/dρ）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(cè)定距離（取8m）

ρ——角度弧度換算常數(shù)（取206265）

d1——如上圖所示（取40.2m）d2——如上圖所示（取40.2m）△α——儀器角度偏差（取2）

則上式可化簡(jiǎn)為：

m=2b(1-cosα)/d+2bsinα/dρ

=2-40.2*0.02/8+2*1616*0.198/8*206265=0.2mm，滿足0.5mm的精度要求。

如須使用方便，還可以根據(jù)m的計(jì)算式，設(shè)d的值，b的值的若

干變量，編制的簡(jiǎn)單的計(jì)算程序，進(jìn)行電算，可從結(jié)果根據(jù)d值篩選出，m趨向于很小b的最佳值，附程序。

10LETB=1

20LETA=1

30LETM=0.04b/d+0.396b2/206265d

40PRINT―b=‖;B

50PRINT―α‖；A

60PRINT―m=‖M

70LETA=A+1

80IFA<101THEN30

90LETD=D+1

100IFD<21THEN20

110END

4.2.4底層縱向輔助線上各距離控制點(diǎn)的測(cè)定

在4.2.2中，我們已確定了橫向中心線上定出Do、To點(diǎn)，此兩點(diǎn)即為縱向輔助線上各距離控制點(diǎn)的起點(diǎn)，其與縱向中心線距離的偏差根據(jù)4.2.3中的發(fā)析可知，滿足0.5mm的精度要求。

4.2.5底層縱向輔助線上各距離控制點(diǎn)的測(cè)定

確定了縱向輔助線上各距離控制點(diǎn)的起點(diǎn)后，我們采用距離差取平均測(cè)距法可測(cè)出各距離控制點(diǎn)，在此方法運(yùn)用中，對(duì)其誤差影響較大的有以下兩項(xiàng)。

（1）加權(quán)常數(shù)誤差的影響

加權(quán)常數(shù)誤差是指儀器中心、反光棱鏡等效反射面、待測(cè)距離標(biāo)志中心不一致所造成的誤差，其特點(diǎn)是隨測(cè)設(shè)距離的改變，該誤差的對(duì)所測(cè)距離的影響在一定時(shí)間內(nèi)大小不變、符合相同。因此在此工法應(yīng)用中，可不考慮該誤差對(duì)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(cè)設(shè)結(jié)果隨距離長(zhǎng)短而做周期性的變化。該變化范圍即為周期誤差，計(jì)算公式如下：ε=Acos[2πD/(λ/2)+ψo(hù)]

上式中：A—周期誤差的振幅D——距離

λ—測(cè)距光波長(zhǎng)ψ——初相位

為消除此項(xiàng)影響，我們采用距離差取平均測(cè)距法，即可消除上述兩項(xiàng)誤差的影響，以D1為例：

00

利用GTS311全站儀，測(cè)出距離Y2Do、Y2D1

則Y1D1+Y1Y2=DoD1+(Y1Do+Y1Y2)，即有：

ε（Y1D1+Y1Y2）=ε’DoD1+ε(Y1Do+Y1Y2)，則

ε’DoD1=ε（Y1D1+Y1Y2）-ε（Y1Do+Y1Y2）

=Acos[2π*(Y1Do+Y1Y2)/(λ/2）+ψ0]比較（1），（2）兩式，要取兩次結(jié)果的平均值，則應(yīng)使

εDoD1+ε’DoD1=0

即：Acos[2π*Y1D1/(λ/2）+ψ0]-Acos[2π*Y1Do(λ/2）+ψ0]=Acos[2π*(Y1Do+Y1Y2)/(λ/2）+ψ0]-Acos[2π*(Y1D1+Y1Y2)/(λ/2）+ψ0]

2πY1D1/(λ/2）=Acos[2π*(Y1D1+Y1Y2)/(λ/2）-π

2πY1Do/(λ/2）=2π(Y1Do+Y1Y2)/(λ/2）-π

解之得：Y1Y2=λ/4

因此，只須在測(cè)定時(shí)取定Y1Y2為測(cè)距波長(zhǎng)的1/4，即可消除周期誤差及加權(quán)常數(shù)誤差的影響，提高測(cè)距精度，光波長(zhǎng)度可根據(jù)使用儀器的不同查閱相關(guān)的使用說(shuō)明書(shū)而得。本工法中GTS311全站儀的測(cè)距光波長(zhǎng)度為20米。

4.3測(cè)設(shè)過(guò)程中其他注意事項(xiàng)

前面所述的測(cè)設(shè)方法僅在理論上對(duì)誤差加以控制，在實(shí)際操作中，我們還對(duì)其它一些會(huì)對(duì)控制點(diǎn)測(cè)量精度造成一定影響的方面加以注意，如光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的對(duì)中誤差，氣象因素等，還應(yīng)在劃線和做點(diǎn)的過(guò)程中特別小心，最好使劃線的線條寬度不超過(guò)0.2mm，點(diǎn)的直徑小于0.5mm，以縮小人為因素造成的誤差。

4.4其它因素網(wǎng)格基準(zhǔn)線的測(cè)定

在某些工程中，因設(shè)備及廠房的要求，須在其它層測(cè)設(shè)同樣的基準(zhǔn)線網(wǎng)格。在此測(cè)設(shè)過(guò)程中，測(cè)設(shè)方法及步驟與4.2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(cè)回取中的方法即可消除些誤差，確保精度要求。

經(jīng)過(guò)以上步驟，我們已在廠房各層測(cè)設(shè)了一完整的基準(zhǔn)網(wǎng)格線，利用此基準(zhǔn)線，在后期的地腳螺栓預(yù)埋；基礎(chǔ)板的劃線、鉆孔、攻絲；設(shè)備的水平度、垂直訂等測(cè)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(biāo)尺等），便可進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)量，并確保精度。

5、主要使用材料

5.1δ=10mmd*1=100*100mm的不銹鋼板，或者d=25mm、l=150mm的銅棒。

5.2氧氣、乙炔

5.3d*1\50*50mm的角鋼

5.4I14工字鋼、[10槽鋼

6、機(jī)具設(shè)備