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)緯儀進行水平角和豎直角的角度測量、用經(jīng)緯儀進行定線和用皮尺或鋼尺進行量距，進而測設(shè)出點位，最后用水準(zhǔn)儀、塔尺等工具測設(shè)出高程。通常，測設(shè)點的坐標(biāo)和高程是分開進行的。測設(shè)點位的常用方法有：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行分配誤差，不但浪費了工時，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)點的坐標(biāo)，也可以進行設(shè)計點的放樣。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)，直接獲取放樣點的坐標(biāo)就可以進行反算出實際點位與設(shè)計點位的差值。這在隧道的開挖和路基邊坡的開挖中應(yīng)用最好，實時測出它是超挖還是欠挖，還可以計算該點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上；然后測出前視點坐標(biāo)，把測出的坐標(biāo)輸入計算器中，可反算出該點距線路中線的偏距和該點在中線上的正投影點的里程值；還可以根據(jù)此進行放出整樁號和整的偏置，最后根據(jù)所要放樣點對中線的偏距和里程并結(jié)合現(xiàn)場情況，確定前視點需要前后左右移動的距離，再次安置前視點，直至精確放出前視點。

隨著光電技術(shù)和計算機的發(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，全站儀則在具體的放樣工作中簡化了放樣工作程序。現(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的坐標(biāo)、切線方位角、樁號、長度、線元起點和終點的曲率半徑和偏置方向，可進行計算設(shè)計路線范圍內(nèi)平面的任何點位坐標(biāo)，也可進行反算測量點距線路中線的偏距和該點在中線上的正投影點的里程。②可錄入經(jīng)常使用的坐標(biāo)如每個橋位樁基中心點的坐標(biāo)和每個涵洞基礎(chǔ)邊緣點的坐標(biāo)等。

（2）選擇、錄入坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件?？蛇M行測站坐標(biāo)數(shù)據(jù)及后視坐標(biāo)數(shù)據(jù)的調(diào)用，即施工控制點導(dǎo)線點坐標(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，輸入測站點坐標(biāo)、儀器高和棱鏡高。

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

2.2 實施放樣

實施放樣有3種方法可供選擇，都可快速進行放樣。

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

（2）直接鍵入坐標(biāo)值，放樣的點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，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)并能實時放樣出三維坐標(biāo)和全天候作業(yè)等優(yōu)點。GPS接收機只要1min~3min就能進入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：在任意點上架設(shè)接收機和天線，同時架設(shè)移動站的接收機和手薄，打開基準(zhǔn)站和移動站的接收機和電臺，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，選擇配置集，基準(zhǔn)站GPS接收機通過轉(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的準(zhǔn)確的相應(yīng)坐標(biāo)和高程，在控制點上測量該控制點的坐標(biāo)，然后進行重設(shè)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)。

（2）移動站工作：移動站接收機在跟蹤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)將實測坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)坐標(biāo)，并實時顯示在移動站的RECON終端手薄上，接收機可將實時位置與設(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，極大地降低勞動作業(yè)強度，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。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HCX90一體化藍牙RTK-GPS系統(tǒng)，RTK水平精度可達±（10+1*10^-6*D）mm；RTK垂直精度可達±（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、改進和計算機的處理數(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)實際采用不同的放樣方式。對一些放樣點數(shù)少，又有相關(guān)地物點能保證精度的，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進行導(dǎo)線點的測量和加密，用全站儀進行放樣。

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，以精確、快速、實用為標(biāo)準(zhǔn)，滿足以后不斷進步的施工技術(shù)需要。