王三兵

（山西晉城路橋建設(shè)有限公司，山西 晉城 048000）

工程放樣工作是在現(xiàn)場確定構(gòu)造物在平面或橢球面的三維位置，可歸結(jié)為在地面上測設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo)和高程兩個問題。

1 傳統(tǒng)放樣

在傳統(tǒng)的工程放樣中，經(jīng)緯儀的度盤讀數(shù)是從儀器中讀出來的，放樣方法通常采用極坐標(biāo)法，用經(jīng)緯儀進(jìn)行水平角和豎直角的角度測量、用經(jīng)緯儀進(jìn)行定線和用皮尺或鋼尺進(jìn)行量距，進(jìn)而測設(shè)出點(diǎn)位，最后用水準(zhǔn)儀、塔尺等工具測設(shè)出高程。通常，測設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)和高程是分開進(jìn)行的。測設(shè)點(diǎn)位的常用方法有：直角坐標(biāo)法、極坐標(biāo)法、角度交會法和距離交會法等。高程放樣最常用的是水準(zhǔn)測量。

在傳統(tǒng)的工程放樣中，圓曲線和緩和曲線的放樣最為繁雜，我國多采用螺旋線作為緩和曲線，測設(shè)方法多采用切線支距法和偏角法。這些方法容易產(chǎn)生累積誤差，為了消除這些誤差，往往需要多次測量進(jìn)行分配誤差，不但浪費(fèi)了工時，而且精度不高，效率也低。

2 全站儀放樣

隨著高精度測量距離儀器的出現(xiàn)，發(fā)展到可以直接安置到傳統(tǒng)經(jīng)緯儀上面的光電測距儀，這種裝置稱“半站儀”，從而實(shí)現(xiàn)了同時測角和量距的任務(wù)，再結(jié)合計算器可即時計算高差和所測設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)，也可以進(jìn)行設(shè)計點(diǎn)的放樣。放樣方法通常采用坐標(biāo)放樣，有直角坐標(biāo)法和極坐標(biāo)法。這一放樣階段最大的特點(diǎn)就是度盤讀數(shù)、距離等是直接顯示在儀器的顯示屏上，能夠直接測出距離，使得測距效率高、精度高和測程遠(yuǎn)，直接獲取放樣點(diǎn)的坐標(biāo)就可以進(jìn)行反算出實(shí)際點(diǎn)位與設(shè)計點(diǎn)位的差值。這在隧道的開挖和路基邊坡的開挖中應(yīng)用最好，實(shí)時測出它是超挖還是欠挖，還可以計算該點(diǎn)在線路中的里程和偏置。下面是結(jié)合CASIOfx4850計算器的里程偏距正反算程序，說明平曲線的放樣步驟：首先將儀器置于控制點(diǎn)上；然后測出前視點(diǎn)坐標(biāo)，把測出的坐標(biāo)輸入計算器中，可反算出該點(diǎn)距線路中線的偏距和該點(diǎn)在中線上的正投影點(diǎn)的里程值；還可以根據(jù)此進(jìn)行放出整樁號和整的偏置，最后根據(jù)所要放樣點(diǎn)對中線的偏距和里程并結(jié)合現(xiàn)場情況，確定前視點(diǎn)需要前后左右移動的距離，再次安置前視點(diǎn)，直至精確放出前視點(diǎn)。

隨著光電技術(shù)和計算機(jī)的發(fā)展，電子測距儀即全站儀（Total Station）的迅速發(fā)展取代了傳統(tǒng)的光學(xué)經(jīng)緯儀，從而大大提高了測量距離的精度。計算機(jī)的使用為放樣數(shù)據(jù)的求取精度和求取工序做出了極大的貢獻(xiàn)，全站儀則在具體的放樣工作中簡化了放樣工作程序?，F(xiàn)在各大廠商生產(chǎn)的全站儀，如徠卡、索佳、尼康、拓普康、捷創(chuàng)力天寶都配備有施工放樣模式，使用方法簡單易懂，下面簡述捷創(chuàng)力天寶600全站儀的放樣步驟：

2.1 放樣準(zhǔn)備

（1）選擇、錄入放樣數(shù)據(jù)文件。①即設(shè)計圖紙中各段線元要素起點(diǎn)的坐標(biāo)、切線方位角、樁號、長度、線元起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲率半徑和偏置方向，可進(jìn)行計算設(shè)計路線范圍內(nèi)平面的任何點(diǎn)位坐標(biāo)，也可進(jìn)行反算測量點(diǎn)距線路中線的偏距和該點(diǎn)在中線上的正投影點(diǎn)的里程。②可錄入經(jīng)常使用的坐標(biāo)如每個橋位樁基中心點(diǎn)的坐標(biāo)和每個涵洞基礎(chǔ)邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)等。

（2）選擇、錄入坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件?？蛇M(jìn)行測站坐標(biāo)數(shù)據(jù)及后視坐標(biāo)數(shù)據(jù)的調(diào)用，即施工控制點(diǎn)導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)

（3）設(shè)置儀器：①選擇水平角顯示方式：選擇左角或右角；②儀器參數(shù)的設(shè)置：如大氣壓和溫度、棱鏡常數(shù)、傾角自動補(bǔ)償、測距模式（如精測、粗測或跟蹤測量）和測量次數(shù)。

（4）置測站點(diǎn)，輸入測站點(diǎn)坐標(biāo)、儀器高和棱鏡高。

（5）置后視點(diǎn)，輸入后視點(diǎn)坐標(biāo)，儀器可算出方位角，瞄準(zhǔn)后視進(jìn)行方位角的設(shè)置。

2.2 實(shí)施放樣

實(shí)施放樣有3種方法可供選擇，都可快速進(jìn)行放樣。

（1）通過點(diǎn)號調(diào)用內(nèi)存中的坐標(biāo)值，如橋梁樁基中心點(diǎn)和基礎(chǔ)邊緣點(diǎn)坐標(biāo)即可采用此方法。

（2）直接鍵入坐標(biāo)值，放樣的點(diǎn)位較少的可采用此方法。（3）輸入里程樁號和偏置，路基的放樣即采用此方法。

3 RTK-GPS放樣

從傳統(tǒng)的放樣方法發(fā)展到全站儀放樣方法，放樣工序簡化了，精度提高了，但是這兩種方法都必須要求通視，而且要在待放樣的點(diǎn)上架置棱鏡。由于工地現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，例如：堆料、施工機(jī)械、高差和場地等因素的影響，降低了勞動效率，而且放樣一個設(shè)計點(diǎn)往往需要來回移動目標(biāo)，需2~3人參加操作。RTK（Real Time Kinematic）技術(shù)是實(shí)時處理兩個測站載波相位觀測的差分方法，即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位傳給移動站進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。RTK技術(shù)的出現(xiàn)使施工放樣有了突破性的發(fā)展，不但克服了傳統(tǒng)放樣法和坐標(biāo)放樣法的缺點(diǎn)，而且具有操作簡便、觀測時間短、定位精度高、無需通視、現(xiàn)場給出精確三維坐標(biāo)并能實(shí)時放樣出三維坐標(biāo)和全天候作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)。GPS接收機(jī)只要1min~3min就能進(jìn)入RTK工作狀態(tài)，在此狀態(tài)下10 s內(nèi)即可得到厘米級的點(diǎn)位精度。以華測X90雙頻RTK-GPS為例，簡單介紹RTK放樣作業(yè)流程：

（1）設(shè)置基準(zhǔn)站和移動站：在任意點(diǎn)上架設(shè)接收機(jī)和天線，同時架設(shè)移動站的接收機(jī)和手薄，打開基準(zhǔn)站和移動站的接收機(jī)和電臺，在RECON終端手薄上將室內(nèi)設(shè)置的參數(shù)（坐標(biāo)系統(tǒng)）讀入GPS接收機(jī)，選擇配置集，基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)通過轉(zhuǎn)換參數(shù)將相應(yīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為BEIJING-54坐標(biāo)，同時連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號，并通過電臺或GPRS將其測站坐標(biāo)、觀測值、衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機(jī)工作狀態(tài)發(fā)射出去，待電臺指示燈顯示發(fā)出通訊信號后移動站即可開展工作，他們啟動后在手薄上輸入控制點(diǎn)的準(zhǔn)確的相應(yīng)坐標(biāo)和高程，在控制點(diǎn)上測量該控制點(diǎn)的坐標(biāo)，然后進(jìn)行重設(shè)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)。

（2）移動站工作：移動站接收機(jī)在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時也接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理獲得移動站的三維WGS-84坐標(biāo)，最后通過與基準(zhǔn)站相同的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將實(shí)測坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)坐標(biāo)，并實(shí)時顯示在移動站的RECON終端手薄上，接收機(jī)可將實(shí)時位置與設(shè)計值相比較，指導(dǎo)放樣的正確位置。

RTK技術(shù)特別適合道路、橋梁和隧道等大批量設(shè)計點(diǎn)位的放樣工作，尤其是道路邊樁、征地線等放樣。無需沿途布設(shè)圖根控制點(diǎn)，極大地降低勞動作業(yè)強(qiáng)度，從而減少野外砍伐工作量和施工控制網(wǎng)的布設(shè)密度，提高作業(yè)效率，一般GPS測量作業(yè)效率為常規(guī)測量方法的3倍以上，節(jié)約經(jīng)費(fèi)。由于其無需通視和可以單人作業(yè)更顯示出其優(yōu)越性。GPS高精度高程測量是GPS測量應(yīng)用的又一領(lǐng)域，華測公司的HCX90一體化藍(lán)牙RTK-GPS系統(tǒng)，RTK水平精度可達(dá)±（10+1*10^-6*D）mm；RTK垂直精度可達(dá)±（20+1*10^-6*D）mm；最大工作距離28 km，在10 km范圍內(nèi)為最佳狀態(tài)。

3 結(jié)束語

隨著儀器不斷更新、改進(jìn)和計算機(jī)的處理數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，施工放樣工作越來越簡化，精度也越來越高。人們可以根據(jù)實(shí)際采用不同的放樣方式。對一些放樣點(diǎn)數(shù)少，又有相關(guān)地物點(diǎn)能保證精度的，可采用傳統(tǒng)的方法；對于精度要求高的，如隧道、橋梁等要采用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行坐標(biāo)和高程放樣；RTK-GPS在道路放樣方面突顯優(yōu)勢，一套基準(zhǔn)站可配多套流動站同時工作。幾種方法亦可以結(jié)合使用，例如利用RTK-GPS進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)的測量和加密，用全站儀進(jìn)行放樣。

總之，現(xiàn)在的工程施工要求滿足更多的技術(shù)指標(biāo)，放樣的技術(shù)也就和儀器的發(fā)展以及處理數(shù)據(jù)的新方法密切聯(lián)系，每一種方法都有優(yōu)點(diǎn)和使用的范圍，靈活的應(yīng)用可以提高生產(chǎn)效率。在放樣中，工作人員還要認(rèn)真做好數(shù)據(jù)的分析工作，不斷地積累和探討在精度范圍內(nèi)的放樣經(jīng)驗(yàn)，以精確、快速、實(shí)用為標(biāo)準(zhǔn)，滿足以后不斷進(jìn)步的施工技術(shù)需要。