中建保華建筑有限責任公司隨著現代化建筑物的不斷開展，其外在造型也越來越豐富、新穎與多樣化。因此，在建筑工程施工中，我們經常會遇到一些平面、立面設計較為復雜的建筑物，例如扇形、橢圓形、正多邊形等，其中橢圓形建筑物外形較美觀、富有動感，較多地用于體育館、展覽廳、飯店等大型公共建筑上。由于橢圓形建筑物施工放線，遠比一般的矩形、圓形等簡單幾何圖形要復雜得多，對測量工作者而言，也常常感到較為辣手，而且存在放線方法不一，有的方法很繁瑣、放線的精準度也難以得到保證。為此，下面表達一種采用全站儀〔或經緯儀〕與計算機AutoCAD軟件極坐標輔助法，從而快速準確地完成橢圓形平面定位放線，并通過一個在施工程實例加以說明。該工法具有一定的推廣應用價值。2.工法特點傳統橢圓形放線主要依據解析幾何法先進展內業計算后，再用經緯儀與鋼卷尺聯合放線，但是存在計算工作繁瑣，施工操作麻煩，如果場地平整情況不好或平面形狀多變，極易出錯。因此，本工法與常規測量相比擬，具體以下特〔1〕.測量精度高、速度快、內業計算量小根據橢圓形平面位置，建立極坐標系，借助計算機AutoCAD強大的運算功能，快速標出橢圓形任意兩條線間的夾角與所測設橢圓軌跡上控制點的距離，再采用全站儀〔或經緯儀與鋼卷尺〕快速完成軸線點定位，從而降低了橢圓形放線的難度，提高了放線工作的速度與精準度。〔2〕.受外界施工條件影響少，便于檢測與糾正由于能即時得出點位坐標與偏差信息，既降低測量施工的難度與強度，還可以結合放樣點坐標進展反驗算，隨時糾正偏差量。〔3〕.與其他幾種方法比擬，具有如下優缺點序號方法優點缺點局限性直接拉線法操作簡便精度不高以下2幾何作圖法受場地的局限3直角坐標法施工操作方便出錯樁點較多4極坐標法施工操作方便出錯樁點較多5高不受施工場地限助法內業計算工作量很小樁點較少〔4〕、適應范圍〔1〕橢圓的定義：在一個平面內，到兩定點D1、D2的距離之與等于常數的點的軌跡，就叫做橢圓。兩定點叫橢圓的焦點，焦點之間的距離為焦如右圖3-1所示，以橢圓平面的圓心O為原點，建立直角坐標系，以長軸〔a〕與短軸〔b〕為直徑，分別作圓。設P點為橢圓曲線任意一點，連接OP。由P點向長軸AB作垂線PE,并向上延長交長軸圓于G點，連接OG,交短軸圓于F點。連接PF,并向短軸設OP與短軸CD的夾角為β,設OE為x方向的增量△x,PE為△y方向的變量△y,OP為射線，長度設為S。在直角三角形OPE中，在直角三角形OFH中，OH=PE=△y=b×cosθ當β角為時，則：上式說明：θ角與β角為函數關系，假設每次測點時，設定一個β值，則有相應的θ角值，隨之可求出△x、△y值，OP長度也可求出。3.3用CAD軟件完成橢圓形極坐標點標注在AutoCAD軟件界面中，根據圖紙所給點的橢圓尺寸建立所測設的橢圓極坐標系，以長軸方向為X軸，短軸方向為y軸，橢圓中心點或焦距點為極坐標原點，采用極坐標追蹤技術，可以很方便地完成橢圓軌跡上定位點極坐標值的標注。4.測量儀器及內業要求4.1測量儀器進展橢圓形建筑物測量放線，主要涉及到以下儀器，見下表：測量儀器一覽表表4-1儀器名稱規格及型號數量用途全站儀1定位及軸線投測電子經緯儀定位及軸線投測自動水平準儀2高程測量激光鉛垂儀1豎向控制線投測鋼卷尺2平面尺寸測量水準塔尺2高程測量4.2內業計算橢圓曲線上點位的數據計算：采用極坐標法，輔以計算機軟件CAD程序進展角度與尺寸標注，可以較少繁瑣的數學計算，其結果也很準確，防止了人為計算錯誤。在平面放線過程中，應對計算機軟件標注的數據進展檢驗復核，確保投測的結果與設計圖紙尺寸一致。4.3資料填寫工程測量資料應隨施工進度填寫齊全，并報送監理工程師簽字歸檔。主要填寫的測量資料有：工程定位測量記錄；基槽驗線記錄；樓層平面放線記假設一個橢圓平面建筑〔見下列圖5-1所示〕,其長軸為80m〔2a〕,短軸為40m〔2b〕,要測定橢圓軌跡上36個等分點位的極坐標，以橢圓的圓心為坐標原點，每次測點以對平面的夾角為10°,則該橢圓軌跡上1～36點各點與中心點O的距離S值，采用CAD軟件程序的極坐標定位功能，則可在5.2現場施工放線程序橢圓中心點的坐標位置，并測出長軸與短軸四個端點的位置〔即1、10、19、28點〕,如上圖5-1所示。盤的O點對齊。〔3〕先將視線對準D點，后轉動180°對準C點作校核，無誤后，使S2=20.230m,得2點；再向右繼續轉動10°〔即β2=20°〕,在視線方向同樣量取S3=20.940m,得3點，其余各點依此類推。〔4〕橢圓在第二象限內的各點位置值與第一象限內的各點相對稱，如〔5〕順滑連接1、2、3～7各點，即可得到橢圓平面在第一象限內曲線的中心位置。〔6〕橢圓在第三、四象限內的各點位置值，可分別依據第一、二象限內對應點的180°倒鏡值，如第三象限內的27點，可在第一象限內的第9點確定后，倒鏡180°,在視線方向準確量取S14=38.305m,即可得點27。其余各點的求取方法一樣。〔7〕檢查校核在放線測設工作完成后，或每一點位置測定后，尚須用相鄰兩點之間的水平距離進展檢查校核，其方法是用余弦定理計算出各點間的水平距離。例如：1～2點間的距離：S1=20m,S2=20.230m,β1=10°,則同理得到6.泰山飯店工程橢圓形放線運用實例6.1工程概況北京泰山飯店是一棟正在興建的五星級飯店，總建筑面積74403平方米，地下2層，地上18層。主樓平面為橢圓形，見圖6-1所示，長軸長度為76.8m,短軸長度25.8m。6.2放線測量方案〔1〕根據測繪院提供的紅線樁坐標點，以橢圓形中心點與縱橫中心線為基準線，建立基準控制線，地下與地上均以此為依據。〔2〕要求設計單位提供本建筑平面定位電子圖。〔3〕采用極坐標，利用AutoCAD輔助線，以橢圓形中心點及兩個焦點為圓心，建立極坐標系，在圖上可方便地標注出橢圓曲線上各軸線控制點的極坐標值。〔4〕以橢圓形圓心或焦點作為極坐標原點，用全站儀〔或經緯儀與鋼尺〕進展各軸線控制點的測定。6.3橢圓平面控制網的測設1〕根據測繪院所提供的建筑物坐標點，按照測量方案，完成橢圓形平面的定位控制樁點與軸線控制線的布設，遵循“先整體、后局部”,“先地下，后地上”的原則，縱橫方向采用井字形平面控制網，橢圓形采用極坐標方法進展定位，建筑物的主控制點、主軸線，需經反復校核檢查，確保準確無誤。2〕依據前面所述的橢圓極坐標定位原理，利用AutoCAD計算機輔助繪圖軟件，按照設計院所給定的主樓定位圖，確定橢圓上各軸線定位坐標點，分別標注出橢圓軌跡上控制點的極坐標值，再使用全站儀〔或經緯儀測角法〕可以很方便地完成橢圓曲線點定位測量。地下室局部橢圓平面具體各點位的①如下列圖6-2所示，將主樓平面四分之一橢圓圓弧上對應于各軸線點，共分為13段弧段，分別向橢圓中心連線，標注出各點的極坐標值〔S、θ〕。②以橢圓形中心點O為原點，橢圓形平面長軸線為x軸，短軸線為y軸，建立極坐標系。③根據設計圖紙中所給定的橢圓曲線段上各坐標點的位置，在橢圓曲線上分別按照A～N點順序進展編號標注，如下列圖所示。④將各控制點的極坐標值進展列表〔見下表6-1〕,測量施工時以此表數據進展投測。⑤根據橢圓曲線的對稱原理，在確定第一象限四分之一橢圓的點位后，其余三個象限的橢圓曲線可依次確定。極坐標θ角與極距S的對應表表6-1號極距s角度(θ)AB16'48”C10’36”D43”E39”F29’23”G57”H40’27”工42”J1”K30”L6°9’M49”N0”6.4投測放線步驟1〕地下室局部測設①根據已經確定好的軸線控制網，進展橢圓平面軸線點位的布設。橢圓長軸方向控制線M1M2與縱向軸線24軸重合，短軸方向設三條控制線，分別是N3N4、N5N6、N7N8,其中N5N6與橫向軸線H軸重合，N3N4、②根底施工階段，采用“外控法”,即外圍軸線控制點在建筑物之外進展投測，控制網的控制樁點應選擇在距離基坑邊3m左右，地質鞏固、便于通視、且能長期保存的地方。③先測設橢圓平面的圓心O點，然后在長軸上將O1、02點位投測出④將全站儀〔或經緯儀〕置于圓心O點，對中調整平后，將鏡頭先對準01點，后轉180°對準02點做校核，無誤后，可正式開場測設工作。⑤根據軸線點位極坐標θ角與極距S的對應關系〔見上表6-1〕,將鏡頭從OM1方向反時針轉動6°9'26,在視線方向準確讀量〔或量取〕S1=36.728m,得測點L,繼續反時針轉動9°22'30”,在視線方向準確量取S1=34.879m得測點K,依此類推，完成所有測點。⑥用表6-1中的點間距離進展檢查校核，確認所測點位置的正確性。2〕地上局部測設①地上局部測設采用內控法。根據根底局部的外圍控制樁點，將橢圓形平面的內控點位O、O1、02分別投測在±〔即在樓板內預埋200mm×200mm×4mm鋼板，鋼板面用電鉆鉆孔做永久性標志點〕,主體施工時，沿控制點垂直方向在各層樓板處留300mm直徑洞，每次安置激光鉛垂儀由控制點向上投測，樓層面用有機透明塑料板制作的激光接收靶接收后，來準確投測出我們所需的橢圓定位點O、O1、②根據主體施工進度安排，橢圓形平面需劃分為三個流水作業段，故應③以第一個流水段為例，見下列圖6-4所示，通過三條控制線，測設兩個內控點O1,02,以O1為極坐標原點，將經緯儀架設在O1點位上，對中調平后，對準02點位，然后轉動90°對準控制線2做校核，無誤后，可④將經緯儀架設在01點，采用極坐標法進展該段橢圓形上各軸線點位的投測，投測方法與地上局部一樣，就不再贅述。最后，作好點距的校核工7.1各平面軸線放樣及細部放樣拆完后，要及時抄測50標高線。軸線的豎向投測的允許誤差詳下表：軸線豎向投測的允許誤差表表7-1允許誤差〔mm〕總高〔H〕豎向用激光鉛垂儀投點，在主控制點上架設鉛垂儀，將垂點引測至上一樓層后，用一測回法轉角測設南北控制線，并寫南北軸線上的投測點校核，如誤差在限差之內，平均后投點、彈線。軸線投測傳遞的允許誤差表表7-2企業標準總高H儀器為全站儀(1”1+1ppm),測距相對中誤差小于178.樁點保護措施〔1〕基坑上面的主控樁采用井字型控制〔樁點用10cm*10cm鋼板制作，并澆筑混凝土深800mm]。應加強每個定位樁點的保護，護坡及土方開