一種已知點不通視條件下的施工放樣新方法

陳秋計

(西安科技大學，陜西 西安 710054)

一種已知點不通視條件下的施工放樣新方法

陳秋計

(西安科技大學，陜西 西安 710054)

建筑場地往往狹小且變化快，導致施工前設置的已知點的通視性發(fā)生變化；同時，由于場地條件限制，難以找到一個同時與兩個已知點都通視的點，導致無法采用后方交會法確定一個合適的臨時工作基點來進行放樣工作。本文提出了一種虛擬后方交會的方法，通過幾何關系，確定了兩個滿足通視條件的臨時基點的坐標值，進而指導施工放樣。該方法可以利用常用的全站儀完成放樣工作，工藝簡單，為建筑密集區(qū)施工放樣提供了一種新的選擇。

施工放樣;虛擬后方交會;通視

城區(qū)建筑場地往往狹小，且場地變化快，導致施工前設置的已知點通視性發(fā)生變化，難以利用常規(guī)方法進行放樣。雖然GPS技術可以不需要已知點通視而進行放樣，但是，大部分施工單位沒有配備該設備，且建筑密集區(qū)，信號不好，也影響GPS測量效果[1-4]。因此，如何利用全站儀解決完成放樣任務，就成為現(xiàn)場施工技術人員必須考慮的問題[5-13]。本文所探討的技術場景是在建筑場地已知點不通視，且難以通過后方確定臨時基準點的條件下進行施工放樣的新方法。

一、虛擬后方交會法

1. 技術思路

如圖1所示，A點和B點為場地周邊的兩個已知點。但由于城市建設變化快，AB之間難以通視。施工現(xiàn)場需要標定F點和G點樁位。由于AB不通視，難以利用常用的極坐標法進行放樣。同時，由于場地條件限制，難以找到一個同時與A和B都通視的點，無法采用后方交會法確定一個合適的臨時工作基點E。虛擬后方交會法的思想是不需要在后方點架設儀器觀測已知點，而是在后方交會點和已知點之間布設兩個臨時工作基點C和D，已知點A和B與臨時工作基點C和D的延長線交點為虛擬的后方交會點E。根據(jù)各點之間的幾何關系，求解出C點和D點的坐標值，進而標定出F點和G點的位置。

2. 測設過程

1) 選點。在AB邊一側(cè)的施工場地周圍選擇臨時工作基點C和D的合適點位，要求是：C點與A點、D點通視；D點與B點、C點通視；C點或D點與施工場地待放樣點通視，或者可以通過支導線將坐標系統(tǒng)引入到施工場地。

圖1 虛擬后方交會法原理

2) 觀測。在C點架設全站儀，觀測CA邊和CD邊的長度，記作LCA和LCD；同時觀測∠ACD，記作β1。

然后，將全站儀架設到D點，觀測DB邊的長度，記作LDB；同時觀測∠CDB，記作β2。

3. 成果整理

1) 根據(jù)觀測值，求解△CDE邊LEC、LED的長度及∠CED的值α3。

根據(jù)圖1可知存在以下幾何關系

(1)

根據(jù)三角形正弦定理可得

(2)

2) 根據(jù)△AEB的幾何關系(如圖1所示)，求解∠EAB的值α4和∠EBA的值α5。

因為A、B為已知點，LAB的長度可以根據(jù)坐標值計算得到，即

設A點的坐標為(XA,YA)，B點的坐標為(XB,YB)，則可得

(3)

根據(jù)三角形正弦定理可得

(4)

3) 根據(jù)導線計算公式，計算臨時工作基點C和D的坐標值。

a. 設A點的坐標為(XA,YA)，B點的坐標為(XB,YB)，則邊LAB的方位角αAB為[14-18]

(5)

式中，K值取值如下：

如果△X>0，△Y>0,K=0°;

如果△X<0，△Y>0,K=180°;

如果△X<0，△Y<0,K=180°;

如果△X>0，△Y<0,K=360°。

b. 邊LAC的坐標方位角αAC計算如下

αAC=αAB-α4

(6)

c. 臨時工作基點C的坐標值(XC,YC)計算如下[14-18]

(7)

d. 同理，計算出臨時工作基點D的坐標值(XD,YD)。

4. 施工放樣

假設待放樣點F的坐標為(XF,YF)，將全站儀架設在臨時工作基點C(或D)，后視其他已知點，利用全站儀的放樣功能，完成放樣工作。

二、案例分析

為了驗證該方法的可行性，選擇學校操場地為試驗場地(如圖2所示)。坐標系為任意獨立坐標系，已知點為A(35 686.659，71 245.571)和B(35 686.484，71 066.261)。由于場地周邊進行了綠化建設和土方堆放，擋住了AB的視線。假定需要放樣點的設計坐標為(35 678.663，71 177.725)。根據(jù)場地情況，選擇C和D為臨時工作基點。觀測了如下參數(shù)：LCA=75.466 m，LCD=50.662 m，LDB=113.960 m，∠ACD=102°36′46″，∠CDB=161°37′55″。根據(jù)前文所介紹的方法，計算得出臨時工作基點C和D的坐標值為：C(35 618.100，71 214.030)和D(35 628.713，71 164.492), 將儀器架設在臨時工作基點C，后視D點，利用全站儀的放樣功能，標定出F點。將計算結(jié)果繪制在CAD中，在計算機上進行分析，結(jié)果正確可靠。

圖2 場地測點布置示意圖

三、結(jié)束語

本文所提出的采用虛擬后方交會法可以解決已知點通視困難時的施工放樣問題。該方法利用常用的全站儀完成放樣工作，工藝簡單，為建筑密集區(qū)施工放樣的提供了一種新的選擇。

需要特別說明的是，以上過程是在沒有多余觀測條件下進行的。為了提高成果的準確性，在實際操作過程中，可以增加邊長雙向觀測，或者聯(lián)測其他已知點，進行數(shù)據(jù)檢查，提高成果質(zhì)量。

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ANewMethodforConstructionLayoutontheDifficultVisibilityConditionbetweenKnownPoints

CHEN Qiuji

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10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0299.

P258

B

0494-0911(2016)09-0081-02

2015-10-15；

2016-03-05

西安科技大學科研啟動項目(2008QDJ021); 西安科技大學教改項目(JG14033)

陳秋計(1970—)，男，博士，副教授，研究方向為工程測量。E-mail：qiujichen@163.com