【中玻網(wǎng)】隨著(zhù)建筑業(yè)的發(fā)展以及建筑技術(shù)水平的提高，技術(shù)含量高、造型復雜、漂亮美觀(guān)的玻璃幕墻工程越來(lái)越多。北京天文館以建筑風(fēng)格現代、特異而獨領(lǐng)風(fēng)騷，玻璃幕墻工程是該工程的主要組成部分，四個(gè)玻璃旋體和馬鞍形雙曲面玻璃通道等特殊建筑形態(tài)充分表達了建筑師通過(guò)天體物理學(xué)的數學(xué)模型來(lái)表現目前市場(chǎng)天文世界的美學(xué)創(chuàng )意。旋體和馬鞍通道鋼結構均為空間三維彎曲，加工復雜，安裝控制精度要求高。在安裝過(guò)程中，測量是一項有經(jīng)驗性較強且又非常重要的工作。

　　一、平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的測設

　　1．1平面控制網(wǎng)的測設

　　首先，對總包公司提供的控制點(diǎn)和有關(guān)起算數據(C軸軸線(xiàn)和C軸與1-18軸交點(diǎn))，用SET2110全站儀分別進(jìn)行兩測回測角測距，檢驗無(wú)誤后即將其作為該工程平面控制網(wǎng)的基準點(diǎn)和起算數據。

　　以天文館西南角1軸與A軸交點(diǎn)為原點(diǎn)，1軸為X軸，A軸為Y軸，建立單獨施工平面坐標系。

　　施工坐標與城市坐標的換算關(guān)系：

　　以C軸軸線(xiàn)為基準點(diǎn)，根據現場(chǎng)通視條件和四個(gè)旋體、馬鞍形通道、D軸幕墻的位置，采用較坐標法，用全站儀放樣出平行于C軸的矩形平面控制點(diǎn)。用全站儀按一級導線(xiàn)技術(shù)要求，對控制點(diǎn)進(jìn)行閉合導線(xiàn)測量，建立平面控制網(wǎng)。

　　矩形平面控制網(wǎng)的四個(gè)頂點(diǎn)實(shí)測坐標分別為：

　　1．2高程控制網(wǎng)的測設

　　首先，對總包公司提供的施工現場(chǎng)控制點(diǎn)與城市水準進(jìn)行聯(lián)測，然后用DSG320自動(dòng)補償水準儀按照四等水準測量規范要求，把高程點(diǎn)引測到每個(gè)平面控制點(diǎn)上，并以此作為高程控制網(wǎng)。

　　二、全站儀三維坐標放樣在四個(gè)玻璃旋體及馬鞍形玻璃通道鋼結構安裝中的應用

　　傳統的經(jīng)緯儀+鋼尺測量法，是目前鋼結構安裝及校正測量所采用的普遍方法，其原理簡(jiǎn)單、直觀(guān)，容易被大多數人所接受，但細部放線(xiàn)工作較多，工作量非常大，對現場(chǎng)的通視條件要求較高，工程耗費大量的人力、物力，而且效率較低。在高新技術(shù)日益發(fā)展的今天，全站儀和計算機得到了廣泛的應用，運用接口技術(shù)使二者相連，建立一套完整的全站儀實(shí)時(shí)測繪系統，對鋼結構進(jìn)行測量校正。

　　根據北京天文館玻璃幕墻工程的特點(diǎn)，對相對簡(jiǎn)單的D軸立面幕墻和采光頂棚的結構安裝采用傳統的經(jīng)緯儀+鋼尺測量法，對相對較復雜的四個(gè)玻璃旋體及馬鞍形玻璃通道鋼結構安裝、檢校采用全站儀三維坐標放樣的方法。

　　2．1基本原理

　�。�1）根據該工程的特點(diǎn)和平面圖的具體情況，以天文館單獨施工坐標系為基準，計算各鋼構柱中心和控制點(diǎn)在該坐標系下的理論坐標，運用較坐標原理對鋼柱進(jìn)行測量放樣；

　　如下圖所示，O（Xo,Yo,Zo）為測站點(diǎn)，P（Xp,Yp,,Zp）為放樣點(diǎn)，io為儀高，vp為棱鏡高，L為平距，S為斜距，V為天頂距，α為水平方向值，則P點(diǎn)相對測站點(diǎn)的放樣參數為：

　�。�2）運用全站儀、反射貼片對已初步安裝的鋼構件進(jìn)行三維坐標檢驗；檢驗結果與鋼構件控制點(diǎn)的理論坐標進(jìn)行比較；對誤差超限的鋼構件進(jìn)行校正；

　�。�3）運用全站儀、反射貼片對已安裝完成的鋼構件進(jìn)行三維坐標實(shí)測，運用全站儀數據采集器、接口技術(shù)使全站儀和計算機二者相聯(lián)，在計算機上建立準確的鋼構件三維立體圖，并以此作為玻璃下單的依據。

　　2．2全站儀三維定點(diǎn)的精度分析

　　全站儀測定空間某點(diǎn)P的三維坐標計算公式為：

　　因測站點(diǎn)亦為高程控制點(diǎn)，儀器高采用鋼卷尺準確測量，取mi=2mm

　　對于SET2100型全站儀，采用盤(pán)左盤(pán)右坐標取平均，且m0=2〃，

　　ms=2+2pp?D代入（2）式計算，結果見(jiàn)下表

　　在實(shí)測過(guò)程中，大天頂距為650，大視距為78m，故待測點(diǎn)（采用盤(pán)左盤(pán)右取平均）的平面大點(diǎn)位中誤差和高程中誤差分別為：

　　2．3無(wú)儀高測量法

　　準確全站儀測定目標點(diǎn)的三維坐標,目標點(diǎn)標高是三角高程測得的。從以上精度分析中可看出，三角高程測量中儀器和目標高的誤差是高程中誤差的主要來(lái)源。用反射貼片代替棱鏡基本可清理目標高誤差，為確保精度并清理三角高程測量中量測儀器高的誤差對觀(guān)測成果影響，可采用了高程測量無(wú)儀高作業(yè)法。其基本原理是：假設測站高程為H0，儀器高為i，從測站觀(guān)測第1個(gè)目標點(diǎn)設為已知高程點(diǎn)，高程為H1，目標高為0，則觀(guān)測第1點(diǎn)的高程和傳遞表達式為：

　　(3)式說(shuō)明；第j點(diǎn)高程=已知高程H1+已知高程點(diǎn)至第j點(diǎn)的間接高差⊿h1j。由于h1或hj均為全站儀望遠鏡旋轉中心至目標點(diǎn)的高差，并不涉及儀器高，故間接高差h1j也與儀器高無(wú)關(guān)。根據這一原理，觀(guān)測方案如下:

　　首先觀(guān)測測站到基準點(diǎn)間的高差h1，然后將全站儀置于三維坐標測量狀態(tài)，輸入測站點(diǎn)的坐標X0，Y0，而Z0以虛擬高程H0（H0=基準點(diǎn)高程-h1）輸入，儀器高，棱鏡高均輸入0。測量起始方向即可進(jìn)行觀(guān)測。

　　三、結束語(yǔ)

　�。�1）全站儀三維坐標放樣法可以同時(shí)進(jìn)行多根鋼結構柱的放樣、檢校，提高了工作效率，提高了測量精度，在空間結構復雜的工程放樣、檢驗中，應得到推廣應用。

　�。�2）在天文館四個(gè)玻璃旋體及馬鞍形玻璃通道的玻璃下單中，運用全站儀、反射貼片對已安裝完成的鋼結構進(jìn)行實(shí)測，建立準確的鋼結構電腦三維立體圖，可保證下料單的精度，避免鋼化玻璃因下單誤差而造成的損失。

　�。�3）全站儀三維坐標放樣法的標高放樣采用無(wú)儀高、反射貼片代替棱鏡的三角高程測量，精度、效率較高，在空中定位測量有較好效果，在復雜的空中結構安裝中較水準儀+鋼尺法應用更便捷。