专利名称：高层建筑激光内控竖向分段测量方法
技术领域：
本发明涉及到一种高层建筑激光内控竖向分段测量方法，具体地说，涉 及一种在高层建筑内利用激光进行内控竖向分段测量的方法。
背景技术：
在高层建筑施工作业中，由于受场地周围环境条件的限制，用外控法竖 向投测轴线显得越来越困难，而激光内控竖向测量技术具有速度快、精度高 的特点，因此在高层建筑物的竖向测量中的应用日益广泛。在利用激光投点内控法进行测量时，较为传统并且普通的做法是，在施 工过程中，在某一层(多数情况下是首层)预埋钢板而设置投测点，然后始终以投测点为依据，直接向各施工层引测激光内控点。这样做的结果，对J2 级仪器能够满足全高轴线竖向测量限差，但是，随着施工高度的增加，若再 遇到非矩形的异型施工平面，就难以保证高处相邻层轴线测量的竖向相对误 差不超出规定范围。因此，为了保证在建筑物的整个高度上保证竖向测量的精度，需要将高 层建筑物划分成几段进行测量的技术。发明内容本发明就是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种高层建筑 激光内控竖向分段测量方法，将高层建筑物在垂直方向上划分为几段，在各 段的首层设置内控点，利用激光经绵仪测量垂直度。本发明涉及的 一种高层建筑激光内控竖向分段测量方法，其特征在于，包括如下步骤a)把建筑物在整个高度上分成多段；b)在建筑物内的土O平 面设置内控点，以后在每段的首层地板上设置内控点，并校正位置；c)在各 层楼板的相应位置上预留传递孔，以内控点为依据，通过预留孔将其点位垂 直投测到各段的楼层；d)校正误差、检测复核，直至符合误差要求。另外，优选地，在确定分l爻段高时，当建筑高度小于60m时，分^R高大 于25m;当建筑高度H大于60 ~ 120m的建筑时，分段高h段-H/2;当建筑高度 大于120m时，分段高为50m 75m。此外，优选地，在设置内控点时，内控点不小于3个，点间距小于25m。再者，优选地，当设置内控点时，当建筑平面为矩形，宽度小于36m时， 沿平面长方向的中部布设3个点，构成直线形；当建筑平面呈"L"形时，布 设3个点，构成直角形；当建筑平面呈矩形，宽度大于36m时，先布设成直 角形，经4企核、平差改正后，再测出第四点构成矩形。根据如上所述的本发明的技术方案，不仅可以解决相邻层轴线竖向测量 误差，同时还能减少全高轴线竖向测量的误差，与不分段测量方法相比，可 以明显提高主体全高的垂直度，延长建筑物使用寿命，同时可以节省外墙找 平材料，可以提高工作效率，可提高投测人员和仪器的安全保证程度，并不 增加费用。并且，施工验收后，大部分工程都为优质工程或创优工程。
图1是表示本发明涉及的激光内控竖向分段测量方法中内控点处于一直 线的测量示意图。图2是表示本发明涉及的激光内控竖向分段测量方法中内控点构成直角 形的测量示意图。
具体实施方式
下面，将结合附图详细说明本发明的具体实施方式
。在本发明涉及的激光内控竖向分段测量方法中，主要利用J级激光经绰 仪对建筑物主体控制线进行内控投测法的投测。当采用分段测量法进行竖向偏差测量时，核心问题是如何设定分段高度 和如何布设内控点。下面，详细描述这些参数的选择和测量步骤。1.确定分段高度(h段)根据《钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程》(JGJ3-91)的要求，对建 筑物全高(H)结构施工竖向偏差要求最高不超过H/1000，且不大于20 mm。 对于建筑物的分段高度，我们采取以下的计算方式来得出。 布I设相邻层轴线竖向测量相对中误差为m ,则相应的限差为M-2m，其中 1层的限差M层-Vim,设每层激光投点的轴向限差(x轴、y轴可以设定)与 该层轴线的限差M放相同，那么每层纵、横向限差M,M严m,同时其激光点的点 位限差M,fV^m。考虑到激光经绵仪对中校正后的残留误差和操作的综合影响，取激光经 绰仪中误差的限差Mr -lmm，根据实践，取在激光接受靶上标定激光点(照准 部旋转一周后，取中心位置)的误差的限差M标-l. 5mm。假设由于激光经绰仪竖轴不垂直引起的激光点水平位移的限差M ￡=^h限,其中，h限为投点高度限值，M水为水平气泡校正后的残留限差，p=2〃 xl05。 根据下面的公式(1) 、 ( 2 )可以计算分段高度值h限。 M标-Mr + M竖 (1 )h限-^i^lV2m2-3.25 ( 2 )鉦水当使用常用的J2级激光经炜仪投点时，取M水-10〃 ，根据前述规范要求， 当建筑全高在60m以下，大于60m-100m，大于100m 120m， m分别取2. 5mm, 3mm, 4mm，经过计算后，由此可以确定相应的分段高度限值为60. 8m, 76. 8m， 107. 2m。进而我们可以确定，对于建筑高度H大于60 120m的高层建筑，当H大于分段高度h限时，取h段^/2;当H没有达到但接近分段高度限值时，若分段，也取h段-H/2，这样可以为ii样或施工时提供误差余地。对于建筑高度(H)大于120m的高层建筑，h段取50m ~ 75m。另外，对于建筑高度(H)不大于60m的高层建筑，若有必要分段时，h段应不小于25m。2、 激光内控点的布设方式由于采用的激光投测方式是分段式的，因此，必须在每一段的首层都设 置内测点，并且为了更精确地测量，激光内控点的布设应该不少于3个，点 间距一般不大于25m。在建筑平面为矩形、且宽度在36m以内时，沿平面长方形的中部布设3 个点，构成直线形。当建筑平面呈"L"形时，布设3个点，构成直角形。当建筑平面呈矩形、且宽度大于36m时，先布设成直角形，经检验、平 差改正后，再测出矩形短边定出第4点形成矩形，定出第4点后，要进行角 度检核(或长边检核)，并对点位进行适当调整。3、 激光投点的角度和距离检测激光内控点在平差改正前，用J2级4义器独立两次测量回测角(l个测回 的中误差为8〃 )，较差>23〃 ，其平均值的限差>11〃 ；用钢尺两次测距， 经尺长和温度改正后较差> 3mm,随着h段由小到大，其平均值的限差不大于 2mm 3mm,如附图1和附图2所示，检验值与测试值之差应满足下面(3)、 (4) 、 (5)式的要求。3.1距离条件不符值限差，釆用以下公式其中hi为投点实际高度，碼,为距离检测值限差。3.2角度条件不符值限差当点布设方式为直线型的情况时，W『^2x(,/^)2+3x3.25(子)+ M/ (4) 当点布设方式构成直角形的情况时，M一， - —， + M/ (5) /, +/，其中/=^1^1，^为检测角p的限差，hi为实际投点高度 23. 3激光投点的平差改正当激光点经检核误差不超限时可进行平差改正。平差改正都是在现场 进行的，由于测量与施工一般都是同时进行，因此要求平差尽量简化而又没 有较大失真。为此，在设计布点时要求点间距A尽量接近"；在平差时视各 平差元素的权重相同；检验角误差(相对较小)不参与平差。在直线型的情况下，由其几何关系，可以列出下列改正数方程组 v-vyl+ vy2 +w,oV,2 -Vyl+Vy3 +Wb=0 (6)Vxl-2V。+Vx3 +WC=0公式中wa=/:-o;;—_y2)， wb=/;-即实测距离与设计距离之差；Wc=^l^/， P为实测角值，/ = ^。P 2 用误差理论解(6)式得改正数方程组VyI = + +(3W + Wb)1vy2 = _ 7 (wa - wb)Vy3 = -1 (Wa +3 Wb在对激光实地改正时，要以式求出的Vxi, Vyi的相反数进行。在具体实施方式
2所说的直角形激光点平差改正的情况下，由其几何关系，可以列出下列改正数方程组<formula>formula see original document page 8</formula>式中『 =<formula>formula see original document page 8</formula>即实测距离与设计距离之差 采用以下的误差理论解公式(8 )得到改正数方程组(8)"为实测角值；
<formula>formula see original document page 8</formula>
(9)最后以方式组得出的Vxl、 Vx2的相反数来进行校正激光点。在本实施方式中，人们需要根据图纸轴线关系，在±0. ooo楼板平面上，精确埋设三块钢板为控制点的测量标志，其中，三点必须构成直线，并精确 测量各控制点之间的距离。其中，距离须用检验过的钢尺丈量，在各个控制点上面，分别作标记， 反复测各点的尺寸无误整理成原始资料，做好每次投测复核的基准原始点。 投测点设置后，须留置孔洞供激光经绰仪的光线通过。其中，从第二分段开始，在各层楼板投测点相应位置处，用细十字墨线清楚地、准确地标定激 光内控点，并加以保护，也可以在原洞口附近预埋钢寺反重新布点。用以竖向激光投点的洞口要避开梁，洞口竖向不得有架杆、钢筋等物品阻if或者干护L激光通过；洞口大小可取为cj)-150mm或150mm x 150mm，其轴向 位移不超过10mm。在内控点构成直角形的情况下，由于还要对角度进行校正，因此，在精 确埋设三块钢板为控制点的测量标志后，需要精确测量各控制点之间的距离 和夹角度数。距离须用检验过的钢尺丈量，角度应用经绵仪(J2级的激光经 绰仪)测量，并且在各个控制点上面，分别作标记，反复测各点的尺寸，角 度无误后整理成原始资料，做好每次投测复核的基准原始点。将投测仪器安置在控制测点上，调平，在投点过程中，为了消除仪器本 身的缺陷对测量精度的影响，应将仪器反复调整，校核圆心位置，使仪器圓 心与控制点完全一致后，方可^:测到楼层上。主体结构施工中，考虑到上层浇水、杂物、堆物等因素，在控制钢板旁 砖砌保护圈加预制板保护盖，并在每层预留150x 150mm垂直传递孔，放样 后四周砌100mm高的隔水圏，隔挡才殳点时各层施工用水洒在仪器上。此外，需要注意的是，在高层建筑竖向分段测量时，每段首层都要进行 平差改正；中间层的误差不符值，特别是角度不符值大于0.5倍限差时，要平 差改正，不大于0.5倍限差时，可凭经验对点位做实地调整。但是，无论是平 差改正，还是实地调整，最后都要4企测复核，直至符合误差要求。复核的目 的是核对计算值和改正方向是否有误。在本说明书中所谈到的"实施方式"，指的是结合该实施方式描述的具 体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施方式中。在 说明书中任何地方出现这种表述不是一定都指的是该同 一个实施方式。结合 任一实施方式描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他 实施方式来实现这种特征、结构或者特点，落在本领域技术人员的范围内。
权利要求
1、一种高层建筑激光内控竖向分段测量方法，其特征在于，包括以下步骤a)把建筑物在整个高度上分成多段；b)在建筑物内的±0平面设置内控点，以后在每段的首层地板上设置内控点，并校正位置；c)在各层楼板的相应位置上预留传递孔，以内控点为依据，通过预留孔将其点位垂直投测到各段的楼层；d)校正误差、检测复核，直至符合误差要求。
2、 按照权利要求l所述的高层建筑激光内控竖向分段测量方法，其特征 在于，在确定分段段高时，当建筑高度小于60m时，分段高大于25m;当建筑 高度H大于60 120m的建筑时，分段高h段-H/2;当建筑高度大于120m时， 分段高为50m 75m。
3、 按照权利要求1所述的高层建筑激光内控竖向分段测量方法，其特征 在于，设置内控点时，内控点不小于3个，点间距小于25m。
4、 按照权利要求3所述的高层建筑激光内控竖向分段测量方法，其特征 在于，当设置内控点时，当建筑平面为矩形，宽度小于36m时，沿平面长方向 的中部布设3个点，构成直线形；当建筑平面呈"L"形时，布设3个点，构成直角形；当建筑平面呈矩形，宽度大于36m时，先布设成直角形，经检核、平差 改正后，再测出第四点构成矩形。
全文摘要
本发明提供一种高层建筑激光内控竖向分段测量方法，包括以下步骤a)把建筑物在整个高度上分成多段；b)在建筑物内的±0平面设置内控点，以后在每段的首层地板上设置内控点，并校正位置；c)在各层楼板的相应位置上预留传递孔，以内控点为依据，通过预留孔将其点位垂直投测到各段的楼层；d)校正误差、检测复核，直至符合误差要求。利用该测量方法，测试结果精确，可以明显提高建筑物主体全高的垂直度，延长建筑物使用寿命，同时可以节省外墙找平材料。
文档编号G01B5/02GK101592481SQ200910087459
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者张士林 申请人:中冶集团华冶资源开发有限责任公司