椭圆形建筑物测量放线施工方案文档格式.docx
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受场地的局限
3
直角坐标法
施工操作方便
内业计算量大，易出错
桩点较多
4
极坐标法
5
极坐标和计算机辅助法
施工简便，精度较高
内业计算工作量很小
不受施工场地限制，
桩点较少
（4）、适应范围
适用于一般椭圆形、弧形建筑平面测量定位的各类建筑物的测量
。
3.工艺原理
3.1椭圆形平面曲线的数学方程式
（1）椭圆的定义：
在一个平面内，到两定点D1、D2的距离之和等于常数的点的轨迹，就叫做椭圆。
两定点叫椭圆的焦点，焦点之间的距离为焦距。
（2）椭圆数学方程式：
在一个直角坐标系中，将经过焦点D1、D2为X轴，D1D2线段的垂直平分线为Y轴，其椭圆方程式为：
x2/a2+y2/b2=1（a为长半轴，b为短半轴）。
3.2椭圆形极坐标法计算式
如右图3-1所示，以椭圆平面的圆心O为原点，建立直角坐标系，以长轴（a）和短轴（b）为直径，分别作圆。
设P点为椭圆曲线任意一点，连接OP。
由P点向长轴AB作垂线PE，并向上延长交长轴圆于G点，连接OG，交短轴圆于F点。
连接PF，并向短轴CD延长交于H点，PH亦为短轴CD的垂直线。
设OP与短轴CD的夹角为β，设OE为x方向的增量Δx，PE为Δy方向的变量Δy，OP为射线，长度设为S。
在直角三角形OPE中，
OP2=S2=OE2+PE2=Δx2+Δy2
OP=S=
=
设
CGE=
，则
HOG=
OGE=
在直角三角形OGE中，OE=Δx=a×
sin
在直角三角形OFH中，OH=PE=Δy=b×
cos
当β角为已知时，则：
Tgβ=
=
移项可得：
β
∴
=arctg（
β）S=OP=
上式说明：
角与β角为函数关系，若每次测点时，设定一个β值，则有相应的
角值，随之可求出Δx、Δy值，OP长度也可求出。
3.3用CAD软件完成椭圆形极坐标点标注
在AutoCAD软件界面中，根据图纸所给点的椭圆尺寸建立所测设的椭圆极坐标系，以长轴方向为X轴，短轴方向为y轴，椭圆中心点或焦距点为极坐标原点，采用极坐标追踪技术，可以很方便地完成椭圆轨迹上定位点极坐标值的标注。
4.测量仪器及内业要求
4.1测量仪器
进行椭圆形建筑物测量放线，主要涉及到以下仪器，见下表：
测量仪器一览表表4-1
仪器名称
规格及型号
数量（台）
用途
全站仪
GTS332W
定位及轴线投测
电子经纬仪
DT202C
自动水平准仪
DZS3-1
高程测量
激光铅垂仪
D2J3
竖向控制线投测
钢卷尺
50m
平面尺寸测量
水准塔尺
5m
4.2内业计算
椭圆曲线上点位的数据计算：
采用极坐标法，辅以计算机软件CAD程序进行角度和尺寸标注，可以较少繁琐的数学计算，其结果也很准确，避免了人为计算错误。
在平面放线过程中，应对计算机软件标注的数据进行检验复核，确保投测的结果与设计图纸尺寸一致。
4.3资料填写
工程测量资料应随施工进度填写齐全，并报送监理工程师签字归档。
主要填写的测量资料有：
工程定位测量记录；
基槽验线记录；
楼层平面放线记录；
楼层标高抄测记录；
建筑物垂直度、标高观测记录等。
5.操作工艺要点
5.1用CAD程序绘图，并进行椭圆极坐标尺寸标出
假设一个椭圆平面建筑（见下图5-1所示），其长轴为80m（2a），短轴为40m（2b），要测定椭圆轨迹上36个等分点位的极坐标，以椭圆的圆心为坐标原点，每次测点以对平面的夹角为10°
，则该椭圆轨迹上1～36点各点与中心点O的距离S值，采用CAD软件程序的极坐标定位功能，则可在图上直接对各点进行定位，并一一标注出各点的极坐标值，列出表格后，以供现场测量人员测设使用。
5.2现场施工放线程序
（1）按照设计平面图和测量规划部门所提供的定位坐标控制点，先测定椭圆中心点的坐标位置，并测出长轴和短轴四个端点的位置（即1、10、19、28点），如上图5-1所示。
（2）将全站仪（或经纬仪）安于中心点O点，对中调平，并使上下度盘的O点对齐。
（3）先将视线对准D点，后转动180°
对准C点作校核，无误后，使视线向右移动10°
（即β1＝10°
），在视线方向读取（或用钢卷尺精确量取）S2＝20.230m，得2点；
再向右继续转动10°
（即β2＝20°
），在视线方向同样量取S3＝20.940m，得3点，其余各点依此类推。
（4）椭圆在第二象限内的各点位置值与第一象限内的各点相对称，如S11＝S9,S12＝S8,S13＝S7等。
（5）顺滑连接1、2、3～7各点，即可得到椭圆平面在第一象限内曲线的中心位置。
（6）椭圆在第三、四象限内的各点位置值，可分别依据第一、二象限内对应点的180°
倒镜值，如第三象限内的27点，可在第一象限内的第9点确定后，倒镜180°
，在视线方向精确量取S14＝38.305m，即可得点27。
其余各点的求取方法相同。
（7）检查校核
在放线测设工作完成后，或每一点位置测定后，尚须用相邻两点之间的水平距离进行检查校核，其方法是用余弦定理计算出各点间的水平距离。
例如：
1～2点间的距离：
已知S1＝20m，S2＝20.230m，β1＝10°
点1～2＝
＝3.514m
同理得到
点2-3＝
＝3.657m
………
点7-8＝
＝7.005m
6.泰山饭店工程椭圆形放线运用实例
6.1工程概况
北京泰山饭店是一栋正在兴建的五星级饭店，总建筑面积74403平方米，地下2层，地上18层。
主楼平面为椭圆形，见图6-1所示，长轴长度为76.8m，短轴长度25.8m。
6.2放线测量方案
（1）根据测绘院提供的红线桩坐标点，以椭圆形中心点和纵横中心线为基准线，建立基准控制线，地下和地上均以此为依据。
（2）要求设计单位提供本建筑平面定位电子图。
（3）采用极坐标，利用AutoCAD辅助线，以椭圆形中心点及两个焦点为圆心，建立极坐标系，在图上可方便地标注出椭圆曲线上各轴线控制点的极坐标值。
（4）以椭圆形圆心或焦点作为极坐标原点，用全站仪（或经纬仪和钢尺）进行各轴线控制点的测定。
6.3椭圆平面控制网的测设
1）根据测绘院所提供的建筑物坐标点，按照测量方案，完成椭圆形平面的定位控制桩点和轴线控制线的布设，遵循“先整体、后局部”，“先地下，后地上”的原则，纵横方向采用井字形平面控制网，椭圆形采用极坐标方法进行定位，建筑物的主控制点、主轴线，需经反复校核检查，确保准确无误。
2）依据前面所述的椭圆极坐标定位原理，利用AutoCAD计算机辅助绘图软件，按照设计院所给定的主楼定位图，确定椭圆上各轴线定位坐标点，分别标注出椭圆轨迹上控制点的极坐标值，再使用全站仪（或经纬仪测角法）可以很方便地完成椭圆曲线点定位测量。
地下室部分椭圆平面具体各点位的极坐标值如下：
如下图6-2所示，将主楼平面四分之一椭圆圆弧上对应于各轴线点，共分为13段弧段，分别向椭圆中心连线，标注出各点的极坐标值（S、θ）。
以椭圆形中心点O为原点，椭圆形平面长轴线为x轴，短轴线为y轴，建立极坐标系。
根据设计图纸中所给定的椭圆曲线段上各坐标点的位置，在椭圆曲线上分别按照A～N点顺序进行编号标注，如下图所示。
将各控制点的极坐标值进行列表（见下表6-1），测量施工时以此表数据进行投测。
根据椭圆曲线的对称原理，在确定第一象限四分之一椭圆的点位后，其余三个象限的椭圆曲线可依次确定。
极坐标θ角与极距S的对应表表6-1
点位号
极距s（mm）
角度（θ）
点间距离（mm）
A
12860
90°
4086
B
13424
72°
16’48”
2599
C
14319
62°
10’36”
2041
D
15261
55°
8’43”
2964
E
16926
46°
21’39”
4651
F
20046
35°
29’23”
4620
G
23539
27°
14’57”
4571
H
27231
20°
40’27”
4492
I
31002
15°
1’42”
2328
J
32994
12°
11’1”
2185
K
34879
9°
22’30”
2134
L
36728
6°
9’26”
1327
M
37873
3°
16’49”
587
N
38360
0°
0’0”
6.4投测放线步骤
1）地下室部分测设
根据已经确定好的轴线控制网，进行椭圆平面轴线点位的布设。
椭圆长轴方向控制线M1M2与纵向轴线24轴重合，短轴方向设三条控制线，分别是N3N4、N5N6、N7N8，其中N5N6与横向轴线H轴重合，N3N4、N7N8分别距离横向轴线M、D为2m。
O点为椭圆圆心点。
基础施工阶段，采用“外控法”，即外围轴线控制点在建筑物之外进行投测，控制网的控制桩点应选择在距离基坑边3m左右，地质坚固、便于通视、且能长期保存的地方。
先测设椭圆平面的圆心O点，然后在长轴上将O1、O2点位投测出来。
将全站仪（或经纬仪）置于圆心O点，对中调整平后，将镜头先对准O1点，后转180°
对准O2点做校核，无误后，可正式开始测设工作。
根据轴线点位极坐标θ角与极距S的对应关系（见上表6-1），将镜头从OM1方向反时针转动6°
9’26，在视线方向精确读量（或量取）S1=36.728m，得测点L，继续反时针转动9°
22’30”，在视线方向精确量取S1=34.879m得测点K，依此类推，完成所有测点。
用表6-1中的点间距离进行检查校核，确认所测点位置的正确性。
2）地上部分测设
地上部分测设采用内控法。
根据基础部分的外围控制桩点，将椭圆形平面的内控点位O、O1、O2分别投测在±
0.000结构楼板上（即在楼板内预埋200mm×
200mm×
4mm钢板，钢板面用电钻钻孔做永久性标志点），主体施工时，沿控制点垂直方向在各层楼板处留300mm直径洞，每次安置激光铅垂仪由控制点向上投测，楼层面用有机透明塑料板制作的激光接收靶接收后，来准确投测出我们所需的椭圆定位点O、O1、O2。
根据主体施工进度安排，椭圆形平面需划分为三个流水作业段，故应按照第一流水段椭圆定位点建立极坐标系，并确定各轴线控制点的极坐标值。
同样采用计算机CAD快速准确地标注出各点的极坐标值。
以第一个流水段为例，见下图6-4所示，通过三条控制线，测设两个内控点O1，O2，以O1为极坐标原点，将经纬仪架设在O1点位上，对中调平后，对准O2点位，然后转动90°
对准控制线2做校核，无误后，可正式开始测设工作。
将经纬仪架设在O1点，采用极坐标法进行该段椭圆形上各轴线点位的投测，投测方法与地上部分相同，就不再赘述。
最后，作好点距的校核工作，以确保其准确性。
7.质量标准
7.1各平面轴线放样及细部放样
根据主控制轴线进行引测，用全站仪（经纬仪）采用极坐标点法定位后，将各轴线投测出来，并校核无误后，再依次放出细部线，采用五线制（轴线、柱身线、模板安装控制线、外墙柱-20cm线、门窗洞口的边角线）。
墙体模板拆完后，要及时抄测50标高线。
轴线的竖向投测的允许误差详下表：
轴线竖向投测的允许误差表表7-1
项目
允许误差（mm）
每层
±
总高（H）
H≤30m
7.2竖向控制轴线的投测：
竖向用激光铅垂仪投点，在主控制点上架设铅垂仪，将垂点引测至上一楼层后，用一测回法转角测设南北控制线，并与南北轴线上的投测点校核，如误差在限差之内，平均后投点、弹线。
轴线投测传递的允许误差表表7-2
项目
允许误差mm
企业标准
每层
3mm
2mm
总高H
8mm
5mm
30m<
H≤60m
15mm
10mm
7.3每次放线结束后，在网格点上分别进行边角测量，角度和边长各测量3回，观测值用平差法进行平差，并在实地修正至设计位置。
测所使用的仪器为全站仪（1”，1+1ppm），测距相对中误差小于l／30000，测角中误差小于2．5”，精度符合规范要求。
8．桩点保护措施
（1）基坑上面的主控桩采用井字型控制（桩点用10cm*10cm钢板制作，并浇筑混凝土深800mm）。
应加强每个定位桩点的保护，护坡及土方开挖转运及材料堆码过程中，务必让开所有测量控制桩点。
并设置明显的标记和防护栏。
（2）根据建筑物的平面、立面结构情况，在建筑物零米结构施工完成后，上部结构施工采取激光铅垂仪竖向垂直控制，并结合建筑物外围控制网点进行检测。
（3）各层现浇板支模，纵横系统均应躲开通视孔位置，保证上下畅通。
待激光垂准仪将控制点传递到结构楼层后，再进行严格校核。
（4）控制桩点复测
控制桩点的复测应定期进行，每1—2月间检查一次，如有变动应及时恢复，作好检查记录，记录填写应真实，签字应齐全，具有可追溯性。
编写人：
谭泽春
2009年1月6日
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