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

單位：中建八局安裝公司

編制人：馬錦紅

編制時間：一九九九年十月

目錄

前言(2)

1、主要技術(shù)特點(2)

2、適用范圍(2)

3、施工準(zhǔn)備(2)

4、工藝流程及操作特點(2)

5、主要使用材料(9)

6、機(jī)具設(shè)備(9)

7、勞動組織(9)

8、質(zhì)量要求(10)

9、效益分析(10)

10、工程實例(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越高，尤其是大跨度、長距離、高速運轉(zhuǎn)的自動化生產(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)埋精度則由測量放線的精確度所決定。因此掌握整套的高精度測量放線技術(shù)是保證設(shè)備安裝精度的基礎(chǔ)。

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

1、主要技術(shù)特點

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)線貫穿于整個廠房，無論是整條生產(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（線）的永久保存性，更方便于將來生產(chǎn)運行過程中的設(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、長距離、高速度運轉(zhuǎn)的自動生產(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，借助精密測量儀器（如T2經(jīng)緯儀、GTS-311全站儀等）測設(shè)出廠房內(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，從而建立一基準(zhǔn)線網(wǎng)格。

4、工藝流程及操作特點

4.1工藝流程

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

4.2操作要點：

4.2.1控制點基準(zhǔn)標(biāo)板的制作、預(yù)埋

為使控制點可長期保存，我們可用δ=10mm的不銹鋼板制作100*100mm見方的基準(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)對基準(zhǔn)點保護(hù)（參見圖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，將各標(biāo)板精確定位并預(yù)埋（見附圖3）。養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)定期逐個進(jìn)行檢查、復(fù)測，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

在本工法的實施過程中，兩點間距離、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)行投測的?？v、橫中心線是其余各基準(zhǔn)線的投測起點，因此，保證該兩線的垂直度至關(guān)重要。在縱向中心線投測之前，我們利用T2經(jīng)緯儀架設(shè)于X2、Y2點，測出土建縱、橫軸線的交點O，并用沖頭在基準(zhǔn)標(biāo)板上標(biāo)出該點。然后，架設(shè)T2經(jīng)緯儀于O點，利用正倒鏡現(xiàn)兩側(cè)回法，校核土建縱、橫軸線的垂直度，并對其方向控制點進(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

底層縱向中心線是其余各基準(zhǔn)線的投測起點，保證該線的投測精度至并重要。分別架設(shè)T2經(jīng)緯儀于X1、X2點，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距離a，將GTS311全站儀架于X1、X2點，分別測出距離X10sX2Oe等于距離a。并用鋼盤尺和彈簧秤復(fù)檢此距離，然后用沖頭標(biāo)出該兩點，通過此兩點的直線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距離b，利用GTS300全站儀測出距離Y1T10、Y2D10為b，并用鋼盤尺和彈簧秤復(fù)檢此距離。用沖頭在標(biāo)板上標(biāo)出T10、D10點，通過T10、D10點的直線即為底層橫向中心線。

在底層縱、橫中心線投測之后，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Oo，將GTS311全站儀或T2經(jīng)緯儀架設(shè)于Oo點，對縱、橫向中心線的垂直度進(jìn)行檢驗，并進(jìn)行調(diào)整，直至其垂直度滿足精度要求。

在標(biāo)定O點及Oo點時，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點及Oo點精確度，采用該方法即考慮人工做點誤差亦可滿足其相對于縱、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

在測定底層縱向輔助線時，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線相對于縱向中心線垂直度誤差的因素有兩項，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點時，其兩點間的距離一般都大于50m，人工做點誤差能保證在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，以上兩項對Ds的影響為0.2mm，滿足0.5mm精度要求。

（2）縱向輔助方向點的確定

在測定縱向輔助的方向點時，我們采取測小角的方法間接測定，

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

干變量，編制的簡單的計算程序，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的測定

在4.2.2中，我們已確定了橫向中心線上定出Do、To點，此兩點即為縱向輔助線上各距離控制點的起點，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的測定

確定了縱向輔助線上各距離控制點的起點后，我們采用距離差取平均測距法可測出各距離控制點，在此方法運用中，對其誤差影響較大的有以下兩項。

（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、待測距離標(biāo)志中心不一致所造成的誤差，其特點是隨測設(shè)距離的改變，該誤差的對所測距離的影響在一定時間內(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，而造成的測設(shè)結(jié)果隨距離長短而做周期性的變化。該變化范圍即為周期誤差，計算公式如下：ε=Acos[2πD/(λ/2)+ψo(hù)]

上式中：A—周期誤差的振幅D——距離

λ—測距光波長ψ——初相位

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

00

利用GTS311全站儀，測出距離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，只須在測定時取定Y1Y2為測距波長的1/4，即可消除周期誤差及加權(quán)常數(shù)誤差的影響，提高測距精度，光波長度可根據(jù)使用儀器的不同查閱相關(guān)的使用說明書而得。本工法中GTS311全站儀的測距光波長度為20米。

4.3測設(shè)過程中其他注意事項

前面所述的測設(shè)方法僅在理論上對誤差加以控制，在實際操作中，我們還對其它一些會對控制點測量精度造成一定影響的方面加以注意，如光學(xué)對點器的對中誤差，氣象因素等，還應(yīng)在劃線和做點的過程中特別小心，最好使劃線的線條寬度不超過0.2mm，點的直徑小于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)線的測定

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

經(jīng)過以上步驟，我們已在廠房各層測設(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)行各項測量，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