体育场馆弧形结构测量定位技术

体育场馆弧形结构测量定位技术

董元华,李松鹤 ,程涛,邱峰,刘飞飞

中建八局西南建设工程有限公司 四川成都  610000

摘要：目的是提高弧形结构测量定位的精度。方法是弓弦矢高法配合全站仪，根据微积分原理，利用矢高逐渐加密弧线上的点位，然后用直线连接各点，实现弧线的高精度定位。结论场馆弧形结构在复杂的施工环境中可以利用简便的测量定位技术实现。

关键词 弧形结构，测量定位，弓弦矢高法

Measurement and positioning technology of curved structure in sports venues

Abstract:The purpose is to improve the accuracy of arc structure measurement and positioning. The method is the bowstring vector height method with total station, according to the principle of calculus, the vector height is used to gradually encrypt the point position on the arc, and then the straight line is used to connect the points, to achieve the high precision positioning of the arc. Conclusion The curved structure of stadium can be realized by simple measurement and positioning technology in complex construction environment.

Keywords: Arc structure；Measurement positioning；Elevation of bowstring

引　　言

一直以来，人们追求弧形结构带来的美感。生活中，充斥着各式各样的曲线之美，一方面体现了高质量的生活，另一方面也体现了科技进步的力量。在建筑领域，赋予圆弧之美的弧形结构建筑也数不胜数。这都得益于建筑师们严谨的思考，丰富的想象，也离不开每一个人工程人兢兢业业踏实实干的精神。在测量作业中，测设弧形曲线相较于传统结构的直线，难度更大。因此，一个合适的方法就显得尤为重要，可以起到事半功倍的效果。本文以襄阳全民体育运动中心项目为例，详细解释场馆弧形结构测量定位技术，为弧形结构测量定位提供一种技术参考。

1技术背景

    襄阳全民体育运动中心项目建设地点位于襄阳市东津新区核心区域，东临内环东线，北临在建的东津大道，西侧为待建的浩然河东路，南侧为规划肖坡河南路。本项目用地面积58.26万平方米，总建筑面积13.7万平方米。包含体育场、体育配套、生态平台、全民健身馆。其中体育场平面呈圆环形，圆环直径约250m。内侧结构为多段圆弧，圆弧半径多达十余种。其中弧形看台，栏板结构测设较为复杂。体育配套及生态平台平面呈加宽的C形，南北长约530m。全民健身馆平面呈椭圆形，长轴为169.5m，短轴为137m。

图1  场馆结构平面

2 放线方法

2.1直接拉线法

    这种施工方法，大多在圆弧半径较小的情况下采用，比较简单，容易掌握。如给出半径长，可先找出圆心，然后用半径画弧的方法定位。方法是先在地面上定出弧弦的端点，定出端点桩位。然后分别以端点为圆心，用给定的半径画弧，两弧交于一点，即为圆心，定出中心桩位。再以中心桩为圆心，用给定的半径在端点桩之间画弧即测出所要求的弧形。若设计中已给出中心桩位，则直接以中心桩为圆心，用给定半径在端点桩之间画弧即可。

2. 弓弦矢高法

这种施工方法，已知半径合圆弧上两点、圆弧内无障碍可采用。如图2所示，圆弧曲线 ⌒AB的弦长为 2a，矢高为h1设此圆弧曲线。 已知 R, a，根据原型和三角形的数学关系，计算出h，。按同样的方法求h2(第二个矢高)，如果控制点还稀疏，再重复做第三、第四步…第n步，直到点位密集连线圆滑为止。同理同样方法做其他圆弧段上的点，用直线连接各点，放线完成。以各分点之间间距不大于1m为宜。

图2  弓弦矢高法

3 坐标计算法 

适用于半径较大的圆弧建筑结构的测量放线，由于半径较大，圆心远离建筑物，无法直接用上述方法进行测量放线。 而采用坐标计算法能得到较高精度的圆弧曲线，一般采用“1 m 坐标点法”，将弦长作为矢高基准线，弦长的中分垂直线为对 称轴，在弦长上每 1 m 依次设置对称轴的平行线分别与圆弧曲线相交，每 1 m 的矢高值 可以利用圆弧与三角形的数学关系计算得到，也可以利用 CAD 在图中量取（图3）。 将得到的数值列成表格，测量放线班组可以直接按表格数据进行测量放线施工。

图3   坐标计算法示意

3 分析总结

综上三种方法，方法1只适用圆弧半径较小的情况，故不采用。方法2和方法3适应大半径的圆弧，不受现场场地的限制，是目前较为理想的方法。且方法2可以结合现场实际每跨弧线段长度直接计算，误差小，精度高，但计算量大。方法3，如果配合CAD提前均分弧线段，即同半径同弧线段长度，矢高数值相等。放线过程直接用尺子量取矢高即可，较为简便，同样计算量也大。

本项目采用方法2，熟练的测量放线人员可以将误差降低至毫米级，满足场馆弧形结构测量定位要求。

参考文献

[1]丁建东圆弧形结构建筑测量施工工程技术工程科技Ⅱ辑