專利名稱：高層建筑激光內(nèi)控豎向分段測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種高層建筑激光內(nèi)控豎向分段測量方法，具體地說，涉 及一種在高層建筑內(nèi)利用激光進行內(nèi)控豎向分段測量的方法。
背景技術(shù)：
在高層建筑施工作業(yè)中，由于受場地周圍環(huán)境條件的限制，用外控法豎 向投測軸線顯得越來越困難，而激光內(nèi)控豎向測量技術(shù)具有速度快、精度高 的特點，因此在高層建筑物的豎向測量中的應用日益廣泛。在利用激光投點內(nèi)控法進行測量時，較為傳統(tǒng)并且普通的做法是，在施 工過程中，在某一層(多數(shù)情況下是首層)預埋鋼板而設(shè)置投測點，然后始終以投測點為依據(jù)，直接向各施工層引測激光內(nèi)控點。這樣做的結(jié)果，對J2 級儀器能夠滿足全高軸線豎向測量限差，但是，隨著施工高度的增加，若再 遇到非矩形的異型施工平面，就難以保證高處相鄰層軸線測量的豎向相對誤 差不超出規(guī)定范圍。因此，為了保證在建筑物的整個高度上保證豎向測量的精度，需要將高 層建筑物劃分成幾段進行測量的技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是為了解決上述問題而做出的，其目的在于提供一種高層建筑 激光內(nèi)控豎向分段測量方法，將高層建筑物在垂直方向上劃分為幾段，在各 段的首層設(shè)置內(nèi)控點，利用激光經(jīng)綿儀測量垂直度。本發(fā)明涉及的 一種高層建筑激光內(nèi)控豎向分段測量方法，其特征在于，包括如下步驟a)把建筑物在整個高度上分成多段；b)在建筑物內(nèi)的土O平 面設(shè)置內(nèi)控點，以后在每段的首層地板上設(shè)置內(nèi)控點，并校正位置；c)在各 層樓板的相應位置上預留傳遞孔，以內(nèi)控點為依據(jù)，通過預留孔將其點位垂 直投測到各段的樓層；d)校正誤差、檢測復核，直至符合誤差要求。另外，優(yōu)選地，在確定分l爻段高時，當建筑高度小于60m時，分^R高大 于25m;當建筑高度H大于60 ~ 120m的建筑時，分段高h段-H/2;當建筑高度 大于120m時，分段高為50m 75m。此外，優(yōu)選地，在設(shè)置內(nèi)控點時，內(nèi)控點不小于3個，點間距小于25m。再者，優(yōu)選地，當設(shè)置內(nèi)控點時，當建筑平面為矩形，寬度小于36m時， 沿平面長方向的中部布設(shè)3個點，構(gòu)成直線形；當建筑平面呈"L"形時，布 設(shè)3個點，構(gòu)成直角形；當建筑平面呈矩形，寬度大于36m時，先布設(shè)成直 角形，經(jīng)4企核、平差改正后，再測出第四點構(gòu)成矩形。根據(jù)如上所述的本發(fā)明的技術(shù)方案，不僅可以解決相鄰層軸線豎向測量 誤差，同時還能減少全高軸線豎向測量的誤差，與不分段測量方法相比，可 以明顯提高主體全高的垂直度，延長建筑物使用壽命，同時可以節(jié)省外墻找 平材料，可以提高工作效率，可提高投測人員和儀器的安全保證程度，并不 增加費用。并且，施工驗收后，大部分工程都為優(yōu)質(zhì)工程或創(chuàng)優(yōu)工程。


圖1是表示本發(fā)明涉及的激光內(nèi)控豎向分段測量方法中內(nèi)控點處于一直 線的測量示意圖。圖2是表示本發(fā)明涉及的激光內(nèi)控豎向分段測量方法中內(nèi)控點構(gòu)成直角 形的測量示意圖。
具體實施方式
下面，將結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。在本發(fā)明涉及的激光內(nèi)控豎向分段測量方法中，主要利用J級激光經(jīng)綽 儀對建筑物主體控制線進行內(nèi)控投測法的投測。當采用分段測量法進行豎向偏差測量時，核心問題是如何設(shè)定分段高度 和如何布設(shè)內(nèi)控點。下面，詳細描述這些參數(shù)的選擇和測量步驟。1.確定分段高度(h段)根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計與施工規(guī)程》(JGJ3-91)的要求，對建 筑物全高(H)結(jié)構(gòu)施工豎向偏差要求最高不超過H/1000，且不大于20 mm。 對于建筑物的分段高度，我們采取以下的計算方式來得出。 布I設(shè)相鄰層軸線豎向測量相對中誤差為m ,則相應的限差為M-2m，其中 1層的限差M層-Vim,設(shè)每層激光投點的軸向限差(x軸、y軸可以設(shè)定)與 該層軸線的限差M放相同，那么每層縱、橫向限差M,M嚴m(xù),同時其激光點的點 位限差M,fV^m?？紤]到激光經(jīng)綿儀對中校正后的殘留誤差和操作的綜合影響，取激光經(jīng) 綽儀中誤差的限差Mr -lmm，根據(jù)實踐，取在激光接受靶上標定激光點(照準 部旋轉(zhuǎn)一周后，取中心位置)的誤差的限差M標-l. 5mm。假設(shè)由于激光經(jīng)綽儀豎軸不垂直引起的激光點水平位移的限差M ￡=^h限,其中，h限為投點高度限值，M水為水平氣泡校正后的殘留限差，p=2〃 xl05。 根據(jù)下面的公式(1) 、 ( 2 )可以計算分段高度值h限。 M標-Mr + M豎 (1 )h限-^i^lV2m2-3.25 ( 2 )鉦水當使用常用的J2級激光經(jīng)煒儀投點時，取M水-10〃 ，根據(jù)前述規(guī)范要求， 當建筑全高在60m以下，大于60m-100m，大于100m 120m， m分別取2. 5mm, 3mm, 4mm，經(jīng)過計算后，由此可以確定相應的分段高度限值為60. 8m, 76. 8m， 107. 2m。進而我們可以確定，對于建筑高度H大于60 120m的高層建筑，當H大于分段高度h限時，取h段^/2;當H沒有達到但接近分段高度限值時，若分段，也取h段-H/2，這樣可以為ii樣或施工時提供誤差余地。對于建筑高度(H)大于120m的高層建筑，h段取50m ~ 75m。另外，對于建筑高度(H)不大于60m的高層建筑，若有必要分段時，h段應不小于25m。2、 激光內(nèi)控點的布設(shè)方式由于采用的激光投測方式是分段式的，因此，必須在每一段的首層都設(shè) 置內(nèi)測點，并且為了更精確地測量，激光內(nèi)控點的布設(shè)應該不少于3個，點 間距一般不大于25m。在建筑平面為矩形、且寬度在36m以內(nèi)時，沿平面長方形的中部布設(shè)3 個點，構(gòu)成直線形。當建筑平面呈"L"形時，布設(shè)3個點，構(gòu)成直角形。當建筑平面呈矩形、且寬度大于36m時，先布設(shè)成直角形，經(jīng)檢驗、平 差改正后，再測出矩形短邊定出第4點形成矩形，定出第4點后，要進行角 度檢核(或長邊檢核)，并對點位進行適當調(diào)整。3、 激光投點的角度和距離檢測激光內(nèi)控點在平差改正前，用J2級4義器獨立兩次測量回測角(l個測回 的中誤差為8〃 )，較差>23〃 ，其平均值的限差>11〃 ；用鋼尺兩次測距， 經(jīng)尺長和溫度改正后較差> 3mm,隨著h段由小到大，其平均值的限差不大于 2mm 3mm,如附圖1和附圖2所示，檢驗值與測試值之差應滿足下面(3)、 (4) 、 (5)式的要求。3.1距離條件不符值限差，釆用以下公式其中hi為投點實際高度，碼,為距離檢測值限差。3.2角度條件不符值限差當點布設(shè)方式為直線型的情況時，W『^2x(,/^)2+3x3.25(子)+ M/ (4) 當點布設(shè)方式構(gòu)成直角形的情況時，M一， - —， + M/ (5) /, +/，其中/=^1^1，^為檢測角p的限差，hi為實際投點高度 23. 3激光投點的平差改正當激光點經(jīng)檢核誤差不超限時可進行平差改正。平差改正都是在現(xiàn)場 進行的，由于測量與施工一般都是同時進行，因此要求平差盡量簡化而又沒 有較大失真。為此，在設(shè)計布點時要求點間距A盡量接近"；在平差時視各 平差元素的權(quán)重相同；檢驗角誤差(相對較小)不參與平差。在直線型的情況下，由其幾何關(guān)系，可以列出下列改正數(shù)方程組 v-vyl+ vy2 +w,oV,2 -Vyl+Vy3 +Wb=0 (6)Vxl-2V。+Vx3 +WC=0公式中wa=/:-o;;—_y2)， wb=/;-即實測距離與設(shè)計距離之差；Wc=^l^/， P為實測角值，/ = ^。P 2 用誤差理論解(6)式得改正數(shù)方程組VyI = + +(3W + Wb)1vy2 = _ 7 (wa - wb)Vy3 = -1 (Wa +3 Wb在對激光實地改正時，要以式求出的Vxi, Vyi的相反數(shù)進行。在具體實施方式
2所說的直角形激光點平差改正的情況下，由其幾何關(guān)系，可以列出下列改正數(shù)方程組<formula>formula see original document page 8</formula>式中『 =<formula>formula see original document page 8</formula>即實測距離與設(shè)計距離之差 采用以下的誤差理論解公式(8 )得到改正數(shù)方程組(8)"為實測角值；
<formula>formula see original document page 8</formula>
(9)最后以方式組得出的Vxl、 Vx2的相反數(shù)來進行校正激光點。在本實施方式中，人們需要根據(jù)圖紙軸線關(guān)系，在±0. ooo樓板平面上，精確埋設(shè)三塊鋼板為控制點的測量標志，其中，三點必須構(gòu)成直線，并精確 測量各控制點之間的距離。其中，距離須用檢驗過的鋼尺丈量，在各個控制點上面，分別作標記， 反復測各點的尺寸無誤整理成原始資料，做好每次投測復核的基準原始點。 投測點設(shè)置后，須留置孔洞供激光經(jīng)綽儀的光線通過。其中，從第二分段開始，在各層樓板投測點相應位置處，用細十字墨線清楚地、準確地標定激 光內(nèi)控點，并加以保護，也可以在原洞口附近預埋鋼寺反重新布點。用以豎向激光投點的洞口要避開梁，洞口豎向不得有架桿、鋼筋等物品阻if或者干護L激光通過；洞口大小可取為cj)-150mm或150mm x 150mm，其軸向 位移不超過10mm。在內(nèi)控點構(gòu)成直角形的情況下，由于還要對角度進行校正，因此，在精 確埋設(shè)三塊鋼板為控制點的測量標志后，需要精確測量各控制點之間的距離 和夾角度數(shù)。距離須用檢驗過的鋼尺丈量，角度應用經(jīng)綿儀(J2級的激光經(jīng) 綽儀)測量，并且在各個控制點上面，分別作標記，反復測各點的尺寸，角 度無誤后整理成原始資料，做好每次投測復核的基準原始點。將投測儀器安置在控制測點上，調(diào)平，在投點過程中，為了消除儀器本 身的缺陷對測量精度的影響，應將儀器反復調(diào)整，校核圓心位置，使儀器圓 心與控制點完全一致后，方可^:測到樓層上。主體結(jié)構(gòu)施工中，考慮到上層澆水、雜物、堆物等因素，在控制鋼板旁 磚砌保護圈加預制板保護蓋，并在每層預留150x 150mm垂直傳遞孔，放樣 后四周砌100mm高的隔水圏，隔擋才殳點時各層施工用水灑在儀器上。此外，需要注意的是，在高層建筑豎向分段測量時，每段首層都要進行 平差改正；中間層的誤差不符值，特別是角度不符值大于0.5倍限差時，要平 差改正，不大于0.5倍限差時，可憑經(jīng)驗對點位做實地調(diào)整。但是，無論是平 差改正，還是實地調(diào)整，最后都要4企測復核，直至符合誤差要求。復核的目 的是核對計算值和改正方向是否有誤。在本說明書中所談到的"實施方式"，指的是結(jié)合該實施方式描述的具 體特征、結(jié)構(gòu)或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施方式中。在 說明書中任何地方出現(xiàn)這種表述不是一定都指的是該同 一個實施方式。結(jié)合 任一實施方式描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點時，所要主張的是結(jié)合其他 實施方式來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點，落在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種高層建筑激光內(nèi)控豎向分段測量方法，其特征在于，包括以下步驟a)把建筑物在整個高度上分成多段；b)在建筑物內(nèi)的±0平面設(shè)置內(nèi)控點，以后在每段的首層地板上設(shè)置內(nèi)控點，并校正位置；c)在各層樓板的相應位置上預留傳遞孔，以內(nèi)控點為依據(jù)，通過預留孔將其點位垂直投測到各段的樓層；d)校正誤差、檢測復核，直至符合誤差要求。
2、 按照權(quán)利要求l所述的高層建筑激光內(nèi)控豎向分段測量方法，其特征 在于，在確定分段段高時，當建筑高度小于60m時，分段高大于25m;當建筑 高度H大于60 120m的建筑時，分段高h段-H/2;當建筑高度大于120m時， 分段高為50m 75m。
3、 按照權(quán)利要求1所述的高層建筑激光內(nèi)控豎向分段測量方法，其特征 在于，設(shè)置內(nèi)控點時，內(nèi)控點不小于3個，點間距小于25m。
4、 按照權(quán)利要求3所述的高層建筑激光內(nèi)控豎向分段測量方法，其特征 在于，當設(shè)置內(nèi)控點時，當建筑平面為矩形，寬度小于36m時，沿平面長方向 的中部布設(shè)3個點，構(gòu)成直線形；當建筑平面呈"L"形時，布設(shè)3個點，構(gòu)成直角形；當建筑平面呈矩形，寬度大于36m時，先布設(shè)成直角形，經(jīng)檢核、平差 改正后，再測出第四點構(gòu)成矩形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高層建筑激光內(nèi)控豎向分段測量方法，包括以下步驟a)把建筑物在整個高度上分成多段；b)在建筑物內(nèi)的±0平面設(shè)置內(nèi)控點，以后在每段的首層地板上設(shè)置內(nèi)控點，并校正位置；c)在各層樓板的相應位置上預留傳遞孔，以內(nèi)控點為依據(jù)，通過預留孔將其點位垂直投測到各段的樓層；d)校正誤差、檢測復核，直至符合誤差要求。利用該測量方法，測試結(jié)果精確，可以明顯提高建筑物主體全高的垂直度，延長建筑物使用壽命，同時可以節(jié)省外墻找平材料。
文檔編號G01B5/02GK101592481SQ200910087459
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者張士林 申請人:中冶集團華冶資源開發(fā)有限責任公司