建筑工程施工坐标系在工程建设测量中的重要性

浅谈施工坐标系在工程建设测量中的重要性摘要：介绍了施工测量工作中常用的施工坐标系转换以及放样程序在铁路站场工程建设中的具体应用，并起到了非常可观的效果。从而证明运用施工坐标系定位放样在工程测量上的重要性。关键词：施工坐标；大地坐标；程序；快速；准确；长春西动车运用所1前言工程的建设离不开技术人员的测量定位，施工测量技术的灵活运用关系整个工程的质量和进度。本文通过介绍在哈大客运专线长春西动车运用所测量放线过程中的具体放样方法，来详解施工坐标系在工程定位中的重要性。2工程实例2.1工程概况新建哈尔滨到大连铁路客运专线长春西动车运用所工程，是一个综合性的铁路站场工程，集列车停车、列车检修以及列车清洗等于一体。占地铁路里程2公里。包括二级加压泵站、乘务员侯班楼公寓及食堂浴室、信号楼、受电弓及轮对踏面诊断棚、动车检查库、融冰除雪库、临修及不落轮镟轮库、外皮洗刷库、公安警备组、锅炉房合计10个建筑物；工程总概算2.905亿元；哈大施合（2009）03号补（1）复初步设计变更1.0869亿元；总产值为3.9919亿元。；建筑面积37116.45㎡。站台墙4050m、自购设备98种，5024万元；甲供设备21种，6506万元；围墙6650m、栅栏19800m、混凝土路面36890m、综合管沟17733m、过轨管2358m、通信电缆槽15375m、绿化铺草坪面积共102774㎡、种植常绿乔木4280株、灌木102244株，落叶乔木360株；各种储水池、化粪池33个；综合保养点一处。涵盖了个房建、市政、水、电、通信等各个专业的测量放线。自2010年9月9日开工以来，为了保证联调联试顺利进行，工程项目管理部坚持以“保工期、保安全、保质量、强管理、促效益”为宗旨，开展了科学精心的施工。2.2施工坐标系施工坐标系的建立所谓施工坐标系，就是以建筑物的主要轴线作为坐标轴而建立起来的局部坐标系统。例如工业建筑场地采用主要车间或主要生产设备的轴线作为坐标轴；水利枢纽通常用大坝轴线作为建筑轴；曲线隧道则采用其一条切线来建立施工坐标系。所以在布设控制网时，应尽可能将这些主要轴线包括在控制网内，使它们成为控制网的一条边。但是，在有些工程中会出现多条主要轴线，如长春西动车运用所，里面包括十几栋构筑物。这就需要我们根据不同建筑物轴线建立相应的施工坐标系。但每个构筑物都建立一个独立施工坐标系相对于该工程而言太繁琐了，反而加大计算量拖延放线速度。考虑到铁路站房、站场工程一般都在铁路线附近，构筑物的主要轴线均平行于铁路线。因此在这里以铁路线为主轴线建立统一的施工坐标系，用于各个构筑物的定位放样（如图1所示）。图1长春西动车运用所平面图本例的定位线是以D2线为定位方向，从图中我们可以看出D2线并不是一条直线贯穿运用所，进入动车所后在D2K1+518.571处直行，又在D2K2+532.001处开始转弯到D2K2+565.257处又为直行，中间角度值为4°45′49″。所以本工程以JD4为分界点建立了两个独立施工坐标系。x坐标值为实际里程数，y坐标值为到D2线的实际距离，线左为负数、线右为正数。第一施工坐标系以D2K1+484.852（JD2）为原点，定向方位角α1为20°45′25.5″;第二施工坐标系以D2K2+548.639（JD4）为原点，定向方位角α2为25°31′14.5″。有了这些定位要素，我们就要进行坐标系之间的转换了。施工坐标与大地坐标的换算在新布设的平面控制网中，至少需要已知一条边的坐标方位角才可以确定控制网的方向，简称定向；至少需要已知一个点的平面坐标，才可以确定控制网的位置，简称定位。设计图纸上建筑物各部分的平面位置，是以建筑物主轴线作为定位依据的。为了便于计算放样数据和实地放样，通常在施工中以一主轴线为坐标轴反算轴线的一个端点为原点，或以相互垂直的两轴线为坐标轴，建立施工坐标系。而建立平面控制网所布设的控制点的坐标是大地坐标，所以，在进行计算放样数据和实地放样时，应将控制点的大地坐标换算为施工坐标。如图2所示，设X-O-Y为大地坐标系（第一坐标系），x-O1-y为施工坐标系（第二坐标系）。如果知道了施工坐标系原点O1的大地坐标（Xo，Yo）及方位角α（纵轴的转角），则测区内任一点P的大地坐标（Xp、Yp）换算成施工坐标（xp、yp）的公式为：xp=（Xp-Xo）cosα+（Yp-Yo）sinαyp=-（Xp-Xo）sinα+（Yp-Yo）cosα若采用大地坐标系进行放样，应将建筑物各点的施工坐标换算为大地坐标，其公式为：坝Xp=X捕o+xp矛cos党α励-捡yp点sin速α右Yp=Y絮o+xp鹰sin玩α利+蝶yp采cos仪α哭上面各式中施镜工坐标系的原窗点勤O1朗的大地测坐标至（敢X湖o这、姜Y轿o鸣）与方位角摔α虎可在设计资料苏中查得，或在靠地形图上用图休解法求的。最在本例中，势O1庭的大地伟坐标渡为疏X=485教9901.4贞20俯Y=51煮3789.7咏905倡，剂α瓶1=20°4岔5敬′表25.盟5村″翼；苦O2棒的大地发坐标戏为陡X=4860稀896.15菜8Y=51默4166.8弹03接6舅，奋α狭2=25°3线1勉′辨14.匹5酿″缓。瓦2.3酬唯施工坐标系的吼应用爬长春西动车运汁用所十几栋构歌筑物的工程进混度日取决于各个施滑工环节的密切防配合。故而快速、精确割的测量放线工装作又是提高牲施工祝速度的关键环非节。施工坐标左系的建立便于型我们在施工中阻快速、直观、捧准确地将设计陈点放样到实地淡，为絮施工建设丽工作节省时间吨，促进工程进扔度。扫201疑1透年余10姻月来动车所前蓄，这里的与测设工作一直童沿用测量坐标蚁系生，并没有意识胶到坐标系转换贼的便捷性硬。事先对每个台点都要进行繁寺琐的内业计算能，而进行衫如炕验线施等测量工作时工，对所测数据牙不能直观的实危际位置，需要螺再一次进行内悲业计算进行数授据比较。享加上外业测量邀时间太长造成粥测量工作滞后完严重。笔而利用施工坐打标系孕定位放线藏就不会出现这腾种被动情况。政在进行定位放供线之前要对每陵个构筑物勇的各个轴线进弟行坐标计算，屠根据构筑物所僻在位置确定数公字轴和字母轴心坐标值。以临冰修和不落轮镟诚轮库为例，计窝算出的各个轴纠线坐标窝值数据厚如表达1凝所示贱。宫表这1活临修及不落轮非镟轮库各轴线筑坐标表梅轴唤飘线乔坐犬扰标亚敏值徒（畜D2K1越+貌）料轴线间距多轴物蛙线羊坐袋牛标赛刊值尘轴线间距级1腐轴汤874.28毫0辅单位抓：吧m污A音轴凳103设.霞750痰单位纹：诉m但3.000膀6.000介2变轴浩877.28痕0驻B驻轴叠97毯.菌750叠1.050沉9.000捷3弯轴犯878.33胳0鹅C沫轴异88怎.恳750子5河.饰4恭00钱9.000仍4支轴睁883.73躺0认D追轴忘79.750铺6.000阅5凡轴看88巷9陵.730仆动援1俗线爬93.250奇6.000纵9.000小6泽轴印8昌95须.730站动钢2恰线单84.250玉6.000亏7叔轴做901效.730今6.000鱼8泪轴穴907猜.730沫6.000小9魂轴恳91崭3.730瞧6.000押1瞎0孤轴偷919肌.730舌6.000印1仓1如轴晃925峰.730帝6.000向1碗2据轴剪9锡3定1尸.730宴6.000痕1止3部轴斥937拾.730赛5卵.奉4斧00社1法4要轴桥94展3.委1渡30璃1掀.0省5合0冠1瞒5岂轴晨944舅.挤18奶0楚3.000贯1昏6察轴码947个.劈18共0罚表中明确计算圈出了各个轴线陪坐标值和相邻歪轴线间的距离帆。型对于现场的导约线控制网疏要谎同样进行坐标汉转换。陆现场放样时依案据现场控价制竞点兆的田施工坐标值和榆全站仪强大的拴数据采集运算拜能力，就直接旨可以针对性的润放样单监一汤x寒（数字轴坐标窗）氧和雾y寇（字母轴坐标碌）值。免去了熟针对放样点事形先计算测量坐汗标值和事后获测量驻定位国计算泄繁琐的情况舟，运算和现场亏定位一步完成繁，方便快捷。彼此构筑物为例树，举一反三，细其它各个构筑误物的轴线坐标井依据施工图纸坛很容易统计汁计算矮出来。酿再免运用全站仪的犁坐标测量辰放样央功能，对其进邪行定位。场区冠内的各个水电勾通信管网让以及道路等市置政方面的测量窑，也是航此工程的一大哭项。洒对其定位放线玉前，同样计算基出放样点活与遥D魔2窝线的位置关系睡，即计算出施桌工坐标，在此鞠不再多讲。趴3似施工放样程序唉由于工程建设每的需要，繁在施工测量中零需对各项目进硬行系统、快速族、精确的计算糟，以便给工程理提供可靠地测甜量资料，更好援地为工程服务映。针对工程辱测量拥计算工作量大贿、计算精度高肺的情况，外需要潜对工程所触及干的各种测量项虽目虚的施测计算方压法进行程序编处制，使之具有暴实用性和易操高作性。程序访运用酬CASIO啊fx580倒0壶计算器能准确剧、快速的计算奴出测量结果。经大地坐标转施洁工坐标程序麦（资fx580屿0玻）则：运CSHS徐妄程序标题逼〃旨C绩S恩→腾HS迎蜜〃挽〃心DD摆⇒从SG甚〃火◢碰Deg:Fi胳x3:Cl漠rstat:镇FreqOf枣f:Cls士↙证〃酷XO锄=球〃幻?A:瞎班〃收YO平=链〃留?B:员即〃吃DX献=令〃惕?C:技恰〃答DY挨=召〃锋?D:痰举〃夕XI鄙=聋〃仓?E:袜飘〃捞YI绪=呢〃若?F:tan佛-1燃((F-B)复÷(E-A)副)烦→拌G业↙0→K↙启Lbl

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