广州**体育馆主场馆测量方案一、工程概况广州**体育馆是一座综合性多功能的体育设施，是广州市1999年重点建设工程项目之一。建筑方案采用法国ADP公司的初步设计，广州市设计院进行施工图的设计。整个体育馆的外型由圆滑流畅的圆弧曲线正反相切连接而成。主场馆位于整个体育馆中间，长160m，宽109.7m，平均深约10m，主要包括两大部分：主场馆场馆约36878m2、技术通道约2886m2，建筑总面积约4万平方米，空间造型复杂，施工测量放样精度要求高。场馆的长轴2/00/00轴长191.5m，设定两个端点分别为C:x=35063.7584y=38819.9619和D:x=35245.1741,y=38758.6503。建筑物的平面外圈为互相相切的三个正圆弧和二个非对称反圆弧相接而成，三个半径为122.8m、119.1m、31.55m的对称正圆弧。该工程为环形地下室结构，在边缘是辐射状钢筋混凝土剪力墙壁骨，中央部分为一个大跨度的钢一砼结构楼面，屋盖是辐射形半透明对称锥形网架结构。二、轴线特点和测量难点1轴线特点整个主场馆的控制轴线主要东西两侧39根角度差约为3.34的辐射轴线和半径为85.68122.8m的6条圆弧形轴线相交控制的。这些圆弧轴线的圆心，椭圆中心控制点达12个之多，并且圆心位置不重叠，半径大小不一，多点控制。与训练馆的连接通道为非对称反圆弧线。总体来看，整个场馆结构由辐射轴线和圆弧轴线控制，轴线平面看象一只大眼晴。比起传统的四方建筑物，轴线错综复杂，精确要求高，复核困难，极具特色，是一座多圆心不规则榄核状建筑物。2测量难点自然条件的影响。由于体育馆位于白云山西边迎风坡，白云机场的东面
广州**体育馆主场馆测量方案 一、工程概况 广州**体育馆是一座综合性多功能的体育设施，是广州市 1999 年重点建 设工程项目之一。建筑方案采用法国 ADP 公司的初步设计，广州市设计院进 行施工图的设计。整个体育馆的外型由圆滑流畅的圆弧曲线正反相切连接而 成。主场馆位于整个体育馆中间，长 160m，宽 109.7m，平均深约 10m，主要 包括两大部分：主场馆场馆约 36878m2、技术通道约 2886m2，建筑总面积约 4 万平方米，空间造型复杂，施工测量放样精度要求高。场馆的长轴 2/00/00 轴 长 191.5m ， 设 定 两 个端 点 分 别 为 C:x=35063.7584,y=38819.9619 和 D:x=35245.1741,y=38758.6503。建筑物的平面外圈为互相相切的三个正圆弧和 二个非对称反圆弧相接而成，三个半径为 122.8m、119.1m、31.55m 的对称正圆 弧。该工程为环形地下室结构，在边缘是辐射状钢筋混凝土剪力墙壁骨，中央 部分为一个大跨度的钢—砼结构楼面，屋盖是辐射形半透明对称锥形网架结 构。 二 、轴线特点和测量难点 1 轴线特点 整个主场馆的控制轴线主要东西两侧 39 根角度差约为 3.34°的辐射轴线 和半径为 85.68～122.8m 的 6 条圆弧形轴线相交控制的。这些圆弧轴线的圆 心，椭圆中心控制点达 12 个之多，并且圆心位置不重叠，半径大小不一，多 点控制。与训练馆的连接通道为非对称反圆弧线。总体来看，整个场馆结构由 辐射轴线和圆弧轴线控制，轴线平面看象一只大眼睛。比起传统的四方建筑物， 轴线错综复杂，精确要求高，复核困难，极具特色，是一座多圆心不规则榄核 状建筑物。 2 测量难点 自然条件的影响。由于体育馆位于白云山西边迎风坡，白云机场的东面
场地空旷，风力较强，很容易受日照、风力等不利因素的影响，增加了测量的难度。地形条件的影响。由于体育馆位于白云山山脚边，整个场地呈东高西低，户外的主要控制点又分布于东西两侧，存在地势高差，而且结构部分起伏跌荡为丈量工作增加不少难度。施工条件的影响。由于该工程投标造价低，为了降低成本，三层的地下室采用分区流水施工的方法，只采用了一层的模板量，因而各区的施工流水周期短、节奏快，施工区段快慢不一，呈现两端快，中间慢，东边快，西边慢的状况。同一结构层中分区段多次测量放样，通视条件受到很大的影响。体育馆以多层的正反圆弧相切连接而成，圆滑、流畅的正反圆弧是其独有的特点。加上主场馆位于整个体育馆的南端，北段、西段分别与训练馆和能源中心相连接，交接的圆弧曲线特多，轴线控制要求高，轴线稍有偏移，会造成结构连接不流畅、起折，影响外部的整体效果。三、施工测量控制方法由于该工程空间造型复杂，轴线互相不平行，并且轴线成环状闭合，轴线点不允许有过大的累积误差，轴线点位要符合施工验收规范的5mm内，否则环形闭合就会超限，关系到整个场馆的连接和钢结构安装的成败。1仪器选用测量仪器选用DTM-310型全站仪，最大测程4.4km，距离测量精度为土（2mm+2ppm）m.s.e.；测角精度为2。经纬仪选用SOKKIADT5电子经纬仪，测角值读至5”。2控制网的布设为了使用方便，保证施工过程中控制点不易被破坏掉，主场馆的整个控制网选择了内控法和外控法相结合的方法建立首级控制网，主控点布置在主场馆内部长轴1/00上的两个端点C(x=35063.7584.y=38819.9619)点、D(x=35245.1741,y=38758.6503)点和外部两个半径为114.8m正圆的圆心点
场地空旷，风力较强，很容易受日照、风力等不利因素的影响，增加了测量的 难度。 地形条件的影响。由于体育馆位于白云山山脚边，整个场地呈东高西低， 户外的主要控制点又分布于东西两侧，存在地势高差，而且结构部分起伏跌荡， 为丈量工作增加不少难度。 施工条件的影响。由于该工程投标造价低，为了降低成本，三层的地下室 采用分区流水施工的方法，只采用了一层的模板量，因而各区的施工流水周期 短、节奏快，施工区段快慢不一，呈现两端快，中间慢，东边快，西边慢 的状况。同一结构层中分区段多次测量放样，通视条件受到很大的影响。 体育馆以多层的正反圆弧相切连接而成，圆滑、流畅的正反圆弧是其独有 的特点。加上主场馆位于整个体育馆的南端，北段、西段分别与训练馆和能源 中心相连接，交接的圆弧曲线特多，轴线控制要求高，轴线稍有偏移，会造成 结构连接不流畅、起折，影响外部的整体效果。 三、施工测量控制方法 由于该工程空间造型复杂，轴线互相不平行，并且轴线成环状闭合，轴线 点不允许有过大的累积误差，轴线点位要符合施工验收规范的 5mm 内，否则 环形闭合就会超限，关系到整个场馆的连接和钢结构安装的成败。 1 仪器选用 测量仪器选用 DTM-310 型全站仪，最大测程 4.4km，距离测量精度为± （2mm+2ppm）m.s.e.；测角精度为 2”。经纬仪选用 SOKKIA DT5 电子经纬 仪，测角值读至 5”。 2 控制网的布设 为了使用方便，保证施工过程中控制点不易被破坏掉，主场馆的整个控制 网选择了内控法和外控法相结合的方法建立首级控制网，主控点布置在主场 馆内部长轴 1/00 上的两个端点 C(x=35063.7584,y=38819.9619) 点 、 D(x=35245.1741,y=38758.6503)点和外部两个半径为 114.8m 正圆的圆心点
A（x=35137.4015,y=38731.7926）点与B（x=35175.7905y=38845.3808）点，短轴为1/21/E～1/21/W轴，四个主控点建成的一个互相垂直的“十”字形轴线控制网，形成一个相对的直角坐标系统。这四个主控点按四等导线2”级仪器，6个测回数，半测回归零差8”，同一方向值各测回较差9”，进行导线复测，精度符合要求后，采用全站仪坐标测量法，测放出各圆心点、椭圆中心点等多个次级控制点进行轴线控制。3相对直角坐标系测量法主场馆的主轴线主要是以主场馆长轴1/00轴为纵向对称轴，1/21/E～1/21/W轴为横向对称轴，形成一个相对直角坐标系统。以往方形建筑物通常选择轴线平移借线的方法，在建筑物每层四个角位上选择通视条件好的四点作控制，建立直角坐标系统。四点连线作为建筑物外边和内部的轴线的借线，进行轴线控制。而主场馆工程施工中，由于结构圆弧造型以及模板的投入，施工的先后顺序，和中间为空层的钢一砼结构楼面后做等因素，加上结构起伏跌荡，形成断层，间层和跳层，因此控制点不能同一时间布设在同一层上，对测量的整体控制增加不少难度，另外，由于辐射轴线控制的剪力墙和圆弧轴线控制的弧形剪力墙阻挡视线的影响，采用外部控制点测量放样，通视条件受到很大影响。最终主场馆的辐射轴线和圆弧轴线采用了全站仪相对坐标系测量法和极坐标法相结合的联合测量方法来控制。根据施工的进展，为使测量控制点尽可能的接近施工区，根据工程的实际施工情况在设置相对直角坐标系中，布置了一定数量的次级控制点，使控制点能依次传递上各层。4坐标系统以平行于训练馆的长轴1/00轴作为相对坐标系的横坐标轴E，平行于1/21/E~1/21/W轴为竖向坐标轴N，两条正交轴线的交点位于整个场馆的中心点M。通常将整个建筑物设置在相对坐标系的第一象限，使建筑物轴线上的特征点均为正值，所以设定M点其坐标为N=200.000；E=200.000，在1/21/E~1/21/W
A（x=35137.4015,y=38731.7926）点与 B（x=35175.7905,y=38845.3808）点， 短轴为 1/21/E～1/21/W 轴，四个主控点建成的一个互相垂直的“十”字形轴 线控制网，形成一个相对的直角坐标系统。这四个主控点按四等导线 2”级仪 器，6 个测回数，半测回归零差 8”，同一方向值各测回较差 9”，进行导线复 测，精度符合要求后，采用全站仪坐标测量法，测放出各圆心点、椭圆中心点 等多个次级控制点进行轴线控制。 3 相对直角坐标系测量法 主场馆的主轴线主要是以主场馆长轴 1/00 轴为纵向对称轴，1/21/E～ 1/21/W 轴为横向对称轴，形成一个相对直角坐标系统。 以往方形建筑物通常选择轴线平移借线的方法，在建筑物每层四个角位上 选择通视条件好的四点作控制，建立直角坐标系统。四点连线作为建筑物外边 和内部的轴线的借线，进行轴线控制。而主场馆工程施工中，由于结构圆 弧造型以及模板的投入，施工的先后顺序，和中间为空层的钢—砼结构楼面后 做等因素，加上结构起伏跌荡，形成断层，间层和跳层，因此控制点不能同一 时间布设在同一层上，对测量的整体控制增加不少难度，另外，由于辐射轴线 控制的剪力墙和圆弧轴线控制的弧形剪力墙阻挡视线的影响，采用外部控制 点测量放样，通视条件受到很大影响。最终主场馆的辐射轴线和圆弧轴线采用 了全站仪相对坐标系测量法和极坐标法相结合的联合测量方法来控制。根据 施工的进展，为使测量控制点尽可能的接近施工区，根据工程的实际施工情况， 在设置相对直角坐标系中，布置了一定数量的次级控制点，使控制点能依次传 递上各层。 4 坐标系统 以平行于训练馆的长轴 1/00 轴作为相对坐标系的横坐标轴 E，平行于 1/21/E~1/21/W 轴为竖向坐标轴 N，两条正交轴线的交点位于整个场馆的中心点 M。通常将整个建筑物设置在相对坐标系的第一象限，使建筑物轴线上的特征 点均为正值，所以设定 M 点其坐标为 N=200.000；E=200.000，在 1/21/E~1/21/W
轴上设定两个次级控制点，相对坐标分别为A（235.000，200.000）；B（165.000，200.000，两个转点测站的设定可避开了辐射剪力墙和圆弧剪力墙的遮挡影响。根据图纸提供的每根辐射轴线夹角的相对关系和圆弧轴线的圆心控制点的相对坐标，计算出每根辐射轴线和圆弧轴线相交的特征点的相对坐标，在转点测站A”和B分别架设全站仪，后视圆心点B和A点，采用极坐标测量法测放出每根轴线上的两个特征点，并用相对坐标值进行复核。利用此特征点，进行每根辐射轴线控制和圆弧轴线半径起点1/A和终点1/E的控制。少部分通视不到的放样部位，可通过相对坐标系再转点，进行测量。通过采用此坐标系统的相对坐标定位，既可消除测量通视条件的影响，又可明了直观的确定放样点的相对偏移位置，避免了绝对坐标系中方位错觉的特点，提高了测量放样的效率。（1）弧形轴线的弧长拱高等分法主场馆中绝大部分的圆弧轴线半径都很大，从85.68m~122.8m不等。由于半径大，采用画弧法不可行，如采用弦长拱高等分法，既可复核辐射轴线的夹角，又可复核弧形轴线的半径，可加快弧形轴线的放样速度。例如通过相对直角坐标系测量法，测放的相临两根辐射轴线和圆弧轴线相交的特征点，可通过弦长拱高等分法放出弧形轴线。假如弧形轴线的半径为85.68m，则通过两个辐射轴线和弧形轴线R=85.68m相交特征点间的弦长Lo=5000mm，可复核辐射轴线的夹角和圆弧半径，采用弧形轴线弦长拱高等分法，只需知道圆弧的半径R，就可将圆弧上任意两点连成弧线，弧线AB的弦长Lo，拱高为ho，半径为R，则弦AB两点的垂距即拱高ho-R-/R2-(Lo/2)2，可标定AB弧的中点C点，按圆的微积分原理，继续将弧AC和弧CB进行逐次细分加密，最后让拱高控制在1~2mm以内，以短直线连接各等分点，就可得到平滑曲线，定出弧形轴线。（见图2）
轴上设定两个次级控制点，相对坐标分别为 A’（235.000，200.000）；B’（165.000， 200.000），两个转点测站的设定可避开了辐射剪力墙和圆弧剪力墙的遮挡影响。 根据图纸提供的每根辐射轴线夹角的相对关系和圆弧轴线的圆心控制点 的相对坐标，计算出每根辐射轴线和圆弧轴线相交的特征点的相对坐标，在转 点测站 A’和 B’分别架设全站仪，后视圆心点 B 和 A 点，采用极坐标测量 法测放出每根轴线上的两个特征点，并用相对坐标值进行复核。利用此特征点， 进行每根辐射轴线控制和圆弧轴线半径起点 1/A 和终点 1/E 的控制。少部分 通视不到的放样部位，可通过相对坐标系再转点，进行测量。通过采用此坐标 系统的相对坐标定位，既可消除测量通视条件的影响，又可明了直观的确定放 样点的相对偏移位置，避免了绝对坐标系中方位错觉的特点，提高了测量放样 的效率。 （1）弧形轴线的弧长拱高等分法 主场馆中绝大部分的圆弧轴线半径都很大，从 85.68m~122.8m 不等。由 于半径大，采用画弧法不可行，如采用弦长拱高等分法，既可复核辐射轴线的 夹角，又可复核弧形轴线的半径，可加快弧形轴线的放样速度。例如通过相对 直角坐标系测量法，测放的相临两根辐射轴线和圆弧轴线相交的特征点，可通 过弦长拱高等分法放出弧形轴线。假如弧形轴线的半径为 85.68m，则通过两 个辐射轴线和弧形轴线 R=85.68m 相交特征点间的弦长 L0=5000mm，可复核 辐射轴线的夹角和圆弧半径，采用弧形轴线弦长拱高等分法，只需知道圆弧的 半径 R，就可将圆弧上任意两点连成弧线，弧线 AB 的弦长 L0，拱高为 h0， 半径为 R，则弦 AB 两点的垂距即拱高 h0=R-√R2-(L0/2)2，可标定 AB 弧的中 点 C 点，按圆的微积分原理，继续将弧 AC 和弧 CB 进行逐次细分加密，最后 让拱高控制在 1~2mm 以内，以短直线连接各等分点，就可得到平滑曲线，定 出弧形轴线。（见图 2）
L/2图2（2）内凹圆弧一点偏角法测量非对称内凹圆弧是一种较难放样的凹形曲线。通常曲线的测量，放样采用对称凸向测量，一来可提高测量精度，二来可减少测量的计算量。然而主场馆中与训练馆相交接处是由凹弧形曲线相切而成。由于其中两圆弧的半径很大，达到84.3m和34.1m，远离基坑边线，不可能布设控制点和照准其圆心位置，而且对于已有控制点非对称。根据三角几何的角边关系，运用一点偏角法进行放样测量可在任一控制点上放出凹弧形轴线。根据设计坐标值定出圆弧圆心点0与主轴1/00轴方向角关系，由于圆心点离基坑很远，或远离场地以外，或被建筑物本身遮挡，待全站仪架设好后，一般很难后视到圆心点O；因此O点只不过是理论点位。因而在实际测量放样中，通常先计算出圆心点O与测站C点或D点和主场馆长轴1/00轴的夹角关系，然后后视1/00轴作为基准线，设定内夹角，确定后再将水平角拨回00，就可定出圆心0的理论虚方位。根据余弦定理和正弦定理的三角关系确定弧线的精确位置M。（见图3）图3余弦定理：
图 2 （2）内凹圆弧一点偏角法测量 非对称内凹圆弧是一种较难放样的凹形曲线。通常曲线的测量，放样采用 对称凸向测量，一来可提高测量精度，二来可减少测量的计算量。然而主场 馆中与训练馆相交接处是由凹弧形曲线相切而成。由于其中两圆弧的半径很 大，达到 84.3m 和 34.1m，远离基坑边线，不可能布设控制点和照准其圆心位 置，而且对于已有控制点非对称。根据三角几何的角边关系，运用一点偏角法 进行放样测量可在任一控制点上放出凹弧形轴线。根据设计坐标值定出圆弧 圆心点 O 与主轴 1/00 轴方向角关系，由于圆心点离基坑很远，或远离场地以 外，或被建筑物本身遮挡，待全站仪架设好后，一般很难后视到圆心点 O；因 此 O 点只不过是理论点位。因而在实际测量放样中，通常先计算出圆心点 O 与测站 C 点或 D 点和主场馆长轴 1/00 轴的夹角关系γ，然后后视 1/00 轴作 为基准线，设定内夹角γ，确定后再将水 平角拨回 0 o 0’0”，就可定出圆心 O 的理论 虚方位。根据余弦定理和正弦定理的三角 关系确定弧线的精确位置 M。（见图 3） 图 3 余弦定理: A B C L/2 h 0 0 α N β R O M γ R