CN103308030A - 超高层标高高精度自动传递工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超高层标高高精度自动传递工艺方法。步骤一、在底层传递标高位置的强制对中装置上架设激光电子全站仪，获取初始值；步骤二、将照相接收机装置的支座放置在预留洞口处；步骤三、激光电子全站仪向照相接收机装置的照相接收机打激光，进行多次测距；步骤四、得到激光电子全站仪至照相接收机的垂准距离后，得到照相接收机装置的基点转点高程，通过程序自动计算出作业层+1.000m标高点的读数bi。本发明解决了传统方法受高度限制的问题，可从同一基准点高精度的向上传递，仪器直接读数，专用软件直接进行数据处理，自动化程度高是传统效率的10倍，消除了人工误差和累计误差，精度高。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种用于超高建筑高程自动传递技术，满足超高建筑高程传递的要求，更具体地说，涉及一种超高层标高高精度自动传递工艺方法。
背景技术
目前，超高层建筑的标高传递的方法是钢尺直接测量法、悬吊钢尺法。
钢尺直接测量就是用钢尺沿结构外墙、边柱或楼梯间，由底层某一确定标高向上竖向量取设计高差，得到施工层的设计标高。悬吊钢尺法就是在外墙或楼梯间悬吊一根钢尺，分别在地面和楼面安置水准仪，将标高传递到楼面上。
随着社会经济的发展，在工程建筑施工中，高大建筑物层出不穷，对于超高建筑(高度超过200米)使用钢尺直接测量法和悬吊钢尺法，首先受到钢尺长度的限制，由于建筑高度超过一整尺(50米)长，需要分阶段(至少三次)设定高程传递基准点进行高程传递(附图1)，造成误差的积累，另外分段传递需要人员多，而且效率低；其次由于高差大、温度变化较大，难以准确进行温度改正，另外风力和拉力对测量结果也能造成一定的影响。因此利用传统的水准测量人力物力需要大，效率低，误差大，无法完成超高建筑的施工标高控制。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种超高层标高高精度自动传递工艺方法，以解决目前传统标高传递的缺点，这种技术方法不受建筑高度的限制，可从同一基准点高精度的向上传递，仪器直接读数，专用软件直接进行数据处理，消除了人工误差和累计误差，不仅快速而且精度高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
步骤一、在底层传递标高的位置设置强制对中装置，将激光电子全站仪架设在强制对中装置上的螺栓上，通过气温、气压计测量，对激光电子全站仪进行气象改正设置，将激光电子全站仪的望远镜调成水平位置(屏幕数值显示为90°)，读取竖立在“+1.000m”标高点上的水准尺的读数α1，得到激光电子全站仪仪器高的初始值。
步骤二、将激光电子全站仪的望远镜指向天顶(屏幕数值显示为0°)，将照相接收机的支座放置在预留洞口处，支座放入预留套筒内并固定(预留套筒位置根据轴线位置放样)，调节螺栓使底座上的气泡居中，使底座处于水平状态。
步骤三、打开激光电子全站仪，向照相接收机装置打激光，照相接收机装置上的照相接收机接到激光点后，通过电机在导轨上移动，使照相接收机中心与激光电子全站仪的激光点重合，电机与外接电源连接，使用激光电子全站仪进行多次测距，分别在水平的0、90、180、270度四个位置进行测距，照相接收机记录每次测距激光点的位置，传递到计算机上，根据接收机激光点的位置，捕捉出准确测距点的中心点位，运用专用的软件进行数据处理，得出激光电子全站仪至照相接收机的垂准距离di，激光点的几何中心即为本次投测点位的中间位置，根据点位半径的大小判断精度是否满足要求，若半径太大，则需要调整校正仪器，再进行测量。
步骤四、得到激光电子全站仪至照相接收机的垂准距离后，将塔尺立在照相接收机装置的基点转点处，架设水准仪，读取塔尺读数ai，将读数输入计算机中，通过程序自动计算出作业层+1.000m标高点上塔尺标高的读数bi。
步骤五、根据上述步骤计算出所测楼层标高：
通过以上步骤，作业层+1.000m标高点上塔尺标高的读数bi的计算公式为：
bi＝a1+di+K+ai-Hi
K(照相接收机装置上照相接收机与基点转点的高差值)为一个常数，通过试验提前测定；
Hi为作业层+1.000m标高点的标高值；
传递标高所达到的精度如下：
根据推导公式，
Hi＝a1+di+K+ai-bi
K(照相接收机装置上照相接收机与基点转点的高差值)为一个常数，通过试验提前测定。
Hi为作业层+1.000m标高点的标高值。
设a1、ai、bi读数误差为m读，常数K值的量取误差mK，考虑全站仪垂准方向有偏差θ，则实际距离为d＝di·cosθ
假设全站仪分辨率V为28，距离D为20米，则
假设常数K值的量取误差mK＝1mm
假设仪器标称精度为1″，1mm+1ppm，因θ较小，sinθ≈0，cosθ≈1，则有：
mH 2＝3×0.212+12+12＝2.13mm
mH＝1.46mm
水准测量规范规定：三、四等水准测量往返测高差中数的偶然中误差分别为±3.0mm、±5.0mm，单程观测的偶然中误差分别为±4.2mm、±7.1mm.由数据对比可以看出，可以达到三等水准测量的精度要求。
所述的照相接收机装置是一个中空的带照相接收机的装置，由支座、螺栓、底座、气泡、导轨、照相接收机和基点转点组成，其中，底座通过螺栓安装在中空的支座上，底座的纵横方向各设有一个气泡，底座上设有导轨，照相接收机活动安装在导轨上，照相接收机与计算机连接，导轨上的电机与外接电源连接。
激光电子全站仪是伺服式全站仪。
照相接收机装置上的气泡为圆气泡或长水准管。
照相接收机装置的支座可以预先埋设在作业层楼板面的预留洞口上，通过螺栓将照相接收机装置安置在支座上。
本发明现有技术相比，不受建筑高度的限制，特别用于超高建筑的高程的自动高精度传递技术，可从同一基准点高精度的向上传递，仪器直接读数，专用软件直接进行数据处理，消除了人工误差和累计误差，不仅快速而且精度高，是传统作业方法效率的10倍。底层安置仪器的强制对中装置，减少仪器对中误差。接收机与计算机连接，可根据激光位置自动移动，捕捉激光中心，可把接收的激光点传入计算机中进行自动处理，得到精确的测距值。解决了传统方法的人工读数及尺长累计误差的影响，不受建筑高度的限制，无需分段进行传递。操作简单方便，数据精确可靠，可达到三等水准测量的规范要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
图1为现有技术的工艺方法示意图；
图2为本发明的工艺方法示意图；
图3为本发明的照相接收机装置结构示意图；
图4为本发明的强制对中装置结构示意图。
具体实施方式
本发明的主要目的是提供一种超高层标高传递的自动接收装置及技术，以解决目前传统标高传递的缺点，这种技术方法不受建筑高度的限制，可从同一基准点高精度的向上传递，仪器直接读数，专用软件直接进行数据处理，消除了人工误差和累计误差，不仅快速而且精度高。
本发明专利在底层投测点或电梯井安置激光电子全站仪，通过对天顶方向测距的方法引测高程。
照相接收机装置介绍：
照相接收机装置由支座7、螺栓8、底座9、泡10、导轨12、照相接收机11和基点转点14组成，其中，底座9通过螺栓8安装在中空的支座7上，底座9的纵横方向各设有一个气泡10，底座9上设有导轨12，照相接收机11活动安装在导轨12上，底座9上设有基点转点14，照相接收机11与计算机15连接，导轨上的电机与外接电源连接。照相接收机接到激光电子全站仪3的激光后，根据激光的位置自动调节，使照相接收机11的中心与激光电子全站仪3上的激光点重合，重合后，转动激光电子全站仪3在水平0、90、180、270度分别垂直向上打激光，激光图像在计算机15屏幕上显示，通过专门开发的处理软件根据激光点捕捉出中间点位，自动计算出激光电子全站仪3至照相接收机11的距离，根据照相接收机11与转点基点14之间的常数K值和预先设置的程序，自动计算出作业层设计高程+1.000m点位置。
具体操作步骤如下：
步骤一、在底层传递标高的位置设置强制对中装置1，将激光电子全站仪3架设在强制对中装置1上的螺栓2上，通过气温、气压计测量，对激光电子全站仪2进行气象改正设置，将全站仪望远镜调成水平位置(屏幕数值显示为90°)，读取竖立在“+1.000m(一米线是本行业的通用名称，是设在每层墙面上的一条水平线)”点4上的水准尺5的读数α1，得到激光电子全站仪3仪器高的初始值。
步骤二、将激光电子全站仪3的望远镜指向天顶(屏幕数值显示为0°)，将照相接收机的支座7放置在预留洞口6处，支座7放入预留套筒内并固定(预留套筒位置根据轴线位置放样)，调节螺栓8使底座9上的气泡10居中，使底座9处于水平状态。
步骤三、打开激光电子全站仪3，向照相接收机装置打激光，照相接收机装置上的照相接收机11接到激光点后，通过电机在导轨12上移动，使照相接收机11中心与激光电子全站仪3的激光点重合，电机与外接电源13连接，此步骤也可通过人工手动完成。
使用激光电子全站仪3进行多次测距，分别在水平的0、90、180、270度四个位置进行测距，照相接收机11记录每次测距激光点的位置，传递到计算机15上，根据接收机激光点的位置，捕捉出准确测距点的中心点位，运用专用的软件进行数据处理，得出激光电子全站仪3至照相接收机11的垂准距离di。
激光点的几何中心即为本次投测点位的中间位置，根据点位半径的大小判断精度是否满足要求，若半径太大，则需要调整校正仪器，再进行测量。
步骤四、得到激光电子全站仪3至照相接收机11的垂准距离后，将塔尺立在照相接收机装置的基点转点14处，架设水准仪16，读取塔尺读数αi，将读数输入计算机15中，通过程序自动计算出作业层+1.000m标高点17上塔尺5标高的读数bi。
步骤五、所测楼层标高的计算方法和步骤
通过以上步骤，作业层+1.000m标高点17上塔尺5标高的读数bi的计算公式为：
bi＝a1+di+K+ai-Hi
K(照相接收机装置上照相接收机11与基点转点14的高差值)为一个常数，通过试验提前测定。
Hi为作业层+1.000m标高点17的标高值。
Claims (6)
1.一种超高层标高高精度自动传递工艺方法，其特征是：
步骤一、在底层传递标高的位置设置强制对中装置(1)，将激光电子全站仪(3)架设在强制对中装置(1)上的螺栓(2)上，通过气温、气压计测量，对激光电子全站仪(3)进行气象改正设置，将激光电子全站仪(3)的望远镜调成水平位置(屏幕数值显示为90°)，读取竖立在“+1.000m”标高点(4)上的水准尺(5)的读数α1，得到激光电子全站仪(3)仪器高的初始值。
步骤二、将激光电子全站仪(3)的望远镜指向天顶(屏幕数值显示为0°)，将照相接收机的支座(7)放置在预留洞口(6)处，支座(7)放入预留套筒内并固定(预留套筒位置根据轴线位置放样)，调节螺栓(8)使底座(9)上的气泡(10)居中，使底座(9)处于水平状态。
步骤三、打开激光电子全站仪(3)，向照相接收机装置打激光，照相接收机装置上的照相接收机(11)接到激光点后，通过电机在导轨(12)上移动，使照相接收机(11)中心与激光电子全站仪(3)的激光点重合，电机与外接电源(13)连接，使用激光电子全站仪(3)进行多次测距，分别在水平的0、90、180、270度四个位置进行测距，照相接收机(11)记录每次测距激光点的位置，传递到计算机(15)上，根据接收机激光点的位置，捕捉出准确测距点的中心点位，运用专用的软件进行数据处理，得出激光电子全站仪(3)至照相接收机(11)的垂准距离di，激光点的几何中心即为本次投测点位的中间位置，根据点位半径的大小判断精度是否满足要求，若半径太大，则需要调整校正仪器，再进行测量。
步骤四、得到激光电子全站仪(3)至照相接收机(11)的垂准距离后，将塔尺立在照相接收机装置的基点转点(14)处，架设水准仪(16)，读取塔尺读数ai，将读数输入计算机(15)中，通过程序自动计算出作业层+1.000m标高点(17)上塔尺(5)标高的读数bi。
步骤五、根据上述步骤计算出所测楼层标高：
通过以上步骤，作业层+1.000m标高点(17)上塔尺(5)标高的读数bi的计算公式为：
bi＝a1+di+K+ai-Hi
K(照相接收机装置上照相接收机(11)与基点转点(14)的高差值)为一个常数，通过试验提前测定；
Hi为作业层+1.000m标高点(17)的标高值。
2.根据权利要求1所述的超高层标高高精度自动传递工艺方法，其特征是：
传递标高所达到的精度如下：
根据推导公式，
Hi＝a1+di+K+ai-bi
K(照相接收机装置上照相接收机(11)与基点转点(14)的高差值)为一个常数，通过试验提前测定。
Hi为作业层+1.000m标高点(17)的标高值。
设a1、ai、bi读数误差为m读，常数K值的量取误差mK，考虑全站仪垂准方向有偏差θ，则实际距离为d＝di·cosθ
假设全站仪分辨率V为28，距离D为20米，则
假设常数K值的量取误差mK＝1mm
假设仪器标称精度为1″，1mm+1ppm，因θ较小，sinθ≈0，cosθ≈1，则有：
mH 2＝3×0.212+12+12＝2.13mm
mH＝1.46mm
水准测量规范规定：三、四等水准测量往返测高差中数的偶然中误差分别为±3.0mm、±5.0mm，单程观测的偶然中误差分别为±4.2mm、±7.1mm.由数据对比可以看出，可以达到三等水准测量的精度要求。
3.根据权利要求1所述的超高层标高高精度自动传递工艺方法，其特征是：所述的照相接收机装置是一个中空的带照相接收机的装置，由支座(7)、螺栓(8)、底座(9)、气泡(10)、导轨(12)、照相接收机(11)和基点转点(14)组成，其中，底座(9)通过螺栓(8)安装在中空的支座(7)上，底座(9)的纵横方向各设有一个气泡(10)，底座(9)上设有导轨(12)，照相接收机(11)活动安装在导轨(12)上，底座(9)上设有基点转点(14)，照相接收机(11)与计算机(15)连接，导轨(12)上的电机与外接电源(13)连接。
4.根据权利要求1所述的超高层标高高精度自动传递工艺方法，其特征是：激光电子全站仪(3)是伺服式全站仪。
5.根据权利要求1或3所述的超高层标高高精度自动传递工艺方法，其特征是：照相接 收机装置上的气泡(10)为圆气泡或长水准管。
6.根据权利要求1或3所述的超高层标高高精度自动传递工艺方法，其特征是：照相接收机装置的支座(7)可以预先埋设在作业层楼板面的预留洞口(6)上，通过螺栓(8)将照相接收机装置安置在支座(7)上。
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