極坐標(biāo)法施測(cè)在設(shè)備安裝工程中的應(yīng)用

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　　在大型工業(yè)建筑、安裝工程中，多年來一般都采用矩形控制網(wǎng)作為施工測(cè)量控制網(wǎng)，并依此進(jìn)行廠房定位、廠房柱子行列線、設(shè)備基礎(chǔ)的細(xì)部放樣。并用該控制網(wǎng)來敷設(shè)若干相應(yīng)的基礎(chǔ)施工用的高架中心線板。有時(shí)也根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖的工藝生產(chǎn)中心線來測(cè)設(shè)一條主軸線，在主軸線上加設(shè)若干條主要設(shè)備的中心線作“十”字垂線，形成主軸線控制系統(tǒng)。

　　在濟(jì)鋼（馬）鋼板有限公司設(shè)備安裝工程的施工測(cè)量中，設(shè)備基礎(chǔ)已大部分竣工，原有的施工控制網(wǎng)點(diǎn)已不存在，部分設(shè)備已經(jīng)基本就位，如再施測(cè)矩形控制網(wǎng)也已不可能。為了使設(shè)備安裝達(dá)到規(guī)范的要求，在對(duì)已竣工的設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查實(shí)測(cè)之后，根據(jù)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)中心線和關(guān)鍵設(shè)備（如三輥軋機(jī)、三輥軋機(jī)連接機(jī)、三輥軋機(jī)主電機(jī)，四輥軋機(jī)，四輥軋機(jī)的上、下位主電機(jī)等）的預(yù)埋大型地腳螺栓中心線點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，依據(jù)生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)總平面圖紙的設(shè)計(jì)要求，在滿足生產(chǎn)工藝要求和設(shè)備安裝規(guī)范要求的條件下，對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)土建施工中的誤差進(jìn)行了合理的配賦，決定設(shè)計(jì)和測(cè)設(shè)主軸線系統(tǒng)作為設(shè)備安裝工程施工測(cè)量的控制系統(tǒng)（見圖1）。

　　1—下位電機(jī)中心線；2—上位電機(jī)中心線；3—三輥主電機(jī)中心線；4—減速機(jī)中心線；5—連接機(jī)中心線；

　　6—三輥軋機(jī)列中心線；7—四輥軋機(jī)列中心線

圖1 主軸線系統(tǒng)示意

　　由于設(shè)備已基本就位，在中心線上無法或很難牢靠地架設(shè)儀器，設(shè)備安裝就位精度的檢測(cè)難度更大。若以主軸線上之中心線點(diǎn)靠懸掛垂球線加千分尺或鋼板尺來檢測(cè)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生諸多誤差，如架線板投點(diǎn)、標(biāo)注、架線板震動(dòng)、掛線偏差、垂點(diǎn)偏差、量計(jì)誤差等等，要想達(dá)到高精度的安裝標(biāo)準(zhǔn)難度很大。經(jīng)研究分析后，決定采用極坐標(biāo)法施測(cè)。

　　極坐標(biāo)法施測(cè)與矩形控制網(wǎng)施測(cè)和主軸線施測(cè)的不同之處在于，不必完全在中心線點(diǎn)上設(shè)站（架設(shè)儀器）進(jìn)行施工放樣和設(shè)備就位后的檢查復(fù)測(cè)。此方法可以在任意一個(gè)可觀測(cè)到測(cè)點(diǎn)的位置對(duì)測(cè)點(diǎn)直接進(jìn)行實(shí)測(cè)，利用極徑和極角（距離、坐標(biāo)方位角）計(jì)算出測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，以實(shí)測(cè)值和設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)照，即可計(jì)算出偏差值進(jìn)行改正或確認(rèn)。

　　1 極坐標(biāo)法施測(cè)的主要步驟

　?。?）依據(jù)設(shè)計(jì)施工圖，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)矩形控制網(wǎng)圖或主軸線控制系統(tǒng)圖，并標(biāo)注控制點(diǎn)位。

　?。?）將上述設(shè)計(jì)的控制網(wǎng)點(diǎn)全部代入一個(gè)坐標(biāo)系中，并將坐標(biāo)值予以標(biāo)注。坐標(biāo)系可按施工圖坐標(biāo)也可用假定坐標(biāo)系統(tǒng)代替，以計(jì)算和標(biāo)注方便為原則。坐標(biāo)系的主軸線以生產(chǎn)工藝線的主要設(shè)備中心線、點(diǎn)為坐標(biāo)軸和坐標(biāo)原點(diǎn)。

　?。?）根據(jù)坐標(biāo)軸、坐標(biāo)原點(diǎn)和設(shè)計(jì)圖紙上工藝設(shè)計(jì)要求的諸項(xiàng)尺寸即可推算出各相關(guān)主要設(shè)備或設(shè)備基礎(chǔ)中心線上的縱、橫坐標(biāo)值（X、Y）。也可依據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的主要工藝線設(shè)計(jì)一套假定坐標(biāo)系統(tǒng)，以主要工藝線上的設(shè)備中心線為“十”字坐標(biāo)軸的“原點(diǎn)和基線”，根據(jù)設(shè)計(jì)工藝尺寸計(jì)算出其余諸設(shè)備及有關(guān)尺寸的坐標(biāo)值。并分別代入相應(yīng)的X、Y值。

　?。?）盡量避開施工區(qū)域、施工的基礎(chǔ)和生產(chǎn)工藝線，選定若干點(diǎn)，使選定的點(diǎn)距大致相等并連線后成一嚴(yán)密的閉合導(dǎo)線。所選點(diǎn)埋樁設(shè)點(diǎn)必須穩(wěn)固和不易碰動(dòng)。

　　（5）對(duì)選點(diǎn)線進(jìn)行施測(cè)、計(jì)算、平差。其平差后的成果應(yīng)高于《冶金建筑工程施工測(cè)量規(guī)范》（YBJ212—88）第二章第三節(jié)和第三章第四節(jié)的有關(guān)規(guī)定。用全站儀施測(cè)并不困難。

　?。?）與矩形控制網(wǎng)或主軸線進(jìn)行嚴(yán)格校核后，將選點(diǎn)成果整理成冊(cè)，歸檔備用。

　　（7）為防止在選點(diǎn)時(shí)縱、橫坐標(biāo)記錄和使用時(shí)混淆，同時(shí)也為了方便今后使用和記錄，可將縱、橫坐標(biāo)的數(shù)值用不同的數(shù)字位數(shù)加以區(qū)分。如X值在小數(shù)點(diǎn)前設(shè)4位數(shù)，Y值在小數(shù)點(diǎn)前設(shè)5位數(shù)（此處可根據(jù)施工測(cè)量控制范圍大小予以確定），小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)（取值）可根據(jù)實(shí)際需要予以設(shè)計(jì)。

　　2 極坐標(biāo)法施測(cè)實(shí)例

　　以濟(jì)鋼（馬）鋼板有限公司四輥軋機(jī)、四輥軋機(jī)橫移拉出換輥裝置、四輥軋機(jī)主電機(jī)上位電機(jī)，下位電機(jī)的安裝檢測(cè)為例（見圖2）。

　　 設(shè)站B點(diǎn)，X=850.0000，Y=1362.0000后視A點(diǎn)αBA=180°00′00″校核四輥軋機(jī)中心X=843.2500，Y=1344.0000測(cè)站B點(diǎn)至四輥軋機(jī)中心α=249°26′38.2″檢查校核標(biāo)定方向無誤后，即可分別對(duì)設(shè)備中心線的各點(diǎn)位如圖2所示的橫向中心線上的d1、d3、d5、d7和縱向中心線上的d2、d4、d6、d8諸點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測(cè)。也可以直接對(duì)設(shè)備本體上的中心點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測(cè)。

　　實(shí)測(cè)d1時(shí)Xd1=XB+DBd1.cosαBd1，Yd1=YB+DBd1.sinαΒBd1（注：Xd1為d1點(diǎn)的縱坐標(biāo)，Yd1為d1點(diǎn)的橫坐標(biāo)，DBd1為測(cè)站B點(diǎn)至d1點(diǎn)的距離，αBd1為測(cè)站B點(diǎn)至d1點(diǎn)的坐標(biāo)方位角）。如所測(cè)得實(shí)測(cè)坐標(biāo)值與原設(shè)計(jì)坐標(biāo)值不符，則根據(jù)坐標(biāo)差ΔY值的正負(fù)予以調(diào)整（改點(diǎn)）即可，ΔY=Y實(shí)-Y設(shè)。d3、d5、d7橫向中心線的調(diào)整同上，以此類推。d2、d4、d6、d8縱向中心線的調(diào)整則根據(jù)上法測(cè)得的坐標(biāo)差ΔX值的正負(fù)予以調(diào)整即可，ΔX=X實(shí)-X設(shè)。

　　以圖2之四輥軋機(jī)上位主電機(jī)找正為例：根據(jù)軋制中心線和四輥軋機(jī)機(jī)列中心線數(shù)據(jù)計(jì)算，上位主電機(jī)中心坐標(biāo)值為X=866.7450，Y=1343.9940；經(jīng)對(duì)上位主電機(jī)d1點(diǎn)與d3點(diǎn)橫向中心線兩點(diǎn)和d2點(diǎn)與d4點(diǎn)縱向中心線兩點(diǎn)分別進(jìn)行實(shí)測(cè)后，其改正（調(diào)整設(shè)備就位）值如表1所示。

表1 坐標(biāo)數(shù)據(jù)分析表

　　如表1及圖2所示，d1點(diǎn)至d3點(diǎn)的中心線點(diǎn)只需改正ΔY值即可，X坐標(biāo)值可以不予考慮；d2點(diǎn)至d4點(diǎn)的中心線點(diǎn)只需改正ΔX值即可，Y坐標(biāo)值同樣可以不予考慮。此處也可以依圖2所示用d1點(diǎn)至d3點(diǎn)兩點(diǎn)和d2點(diǎn)至d4點(diǎn)兩點(diǎn)分別掛線后予以調(diào)整設(shè)備。

　　若使用全站儀施測(cè)，上述公式的坐標(biāo)計(jì)算又可省去，全站儀的顯示屏可根據(jù)內(nèi)置程序直接顯示出坐標(biāo)值，此時(shí)只須對(duì)照ΔX、ΔY的不符值予以調(diào)整（找正）設(shè)備即可。其他需實(shí)測(cè)的點(diǎn)位，與上述方法相同。

　　此種方法與直線投點(diǎn)相比，直線投點(diǎn)偏差方向直觀，但是測(cè)點(diǎn)差值須投點(diǎn)后用尺實(shí)量，還受測(cè)站和視線限制，極坐標(biāo)法施測(cè)測(cè)點(diǎn)后差值不用現(xiàn)場(chǎng)再量，只須對(duì)照坐標(biāo)值之差，就可以得出偏差值，且不受上述限制，布設(shè)測(cè)站靈活。

　　此種方法可用于設(shè)備基礎(chǔ)施工前的放樣和設(shè)備基礎(chǔ)開挖后的檢查復(fù)測(cè)，也可用于大型連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備檢修改造的施工測(cè)量。在濟(jì)鋼總公司一煉鋼廠小方坯連鑄機(jī)改造工程中，由于有的設(shè)備需改造更換，有的設(shè)備需保留，施測(cè)時(shí)通視條件極差，本人也采用此方法進(jìn)行設(shè)備中心線的施測(cè)及設(shè)備安裝的施工測(cè)量，同樣取得了滿意的效果。