AutoCAD配合全站仪定位热风炉地脚螺栓

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摘要：热风炉地脚螺栓的定位比较复杂，采用autocad配合全站仪可以简化测量过程，减少测量误差的产生，提高工作效率。笔者以北海诚德镍业有限公司100万吨镍合金工程中一期二线的三座热风炉为列，浅谈一下怎样利用AutoCAD配合全站仪定位热风炉地脚螺栓。

关键词：定位地脚螺栓 全站仪 AutoCAD

前言

热风炉的地脚螺栓布置定位为一圆形，确定每一颗螺栓的位置都需要圆心、半径、圆心角等因素。热风炉横向和纵向的“十”字交线可定出热风炉的圆心，用钢卷尺从圆心上以某一距离为半径可确定热风炉地脚螺栓的轨迹，将经纬仪架设在圆心上转角度可确定地脚螺栓的方向。采用此方法可确定出螺栓的位置。但笔者认为：采用此方法不仅费时、费人力、经纬仪架设在钢筋网上难度大且不易操作，而且定位出的螺栓位置容易出错。因为螺栓埋于基础里，基础为钢筋混凝土，在浇灌混凝土之前将钢筋绑扎好后再定位地脚螺栓，钢筋的晃动无法架设仪器，即使要架设也得加固钢筋使之牢固。两点之间直线最短，用钢卷尺量取圆心到螺栓中心的距离时绑扎好的钢筋有可能挡到而影响测量精度。采用AutoCAD配合全站仪的方法可以使测量的过程简单法，即省事又能提到效率。简而言之，先在AutoCAD软件上根据设计图纸的坐标定出所需定位地脚螺栓的坐标点，将这些坐标点位构成一个测量网，用全站仪的坐标放样模式放样出每个地脚螺栓的位置。

2.用VBA for AutoCAD 编写程序

AutoCAD软件可以直接标示出所需要的坐标，但是需要用笔另外记录。我们用AutoCAD进行此项工作时，为了提高工作效率，笔者用认为VBA for AutoCAD编写放样点坐标采集程序。VBA是内嵌到Microsoft中的编程语言，即Visual Basic for Applications,易学易用而又功能强大，它被集成到AutoCAD中，称为VBA for AutoCAD,利用它可以进行AutoCAD的二次开发工作，生成在AutoCAD环境下运行的程序。

2.1 编程要点

在AutoCAD环境下，运行Visual Basic 编辑器，按以下要点进行编程：

(1)设计窗体。

“数据文件”按键与文本框用于输入保存采集坐标的路径和文件名，文件格式为文本文件；“数据记录方式”用于选定是新建一个文件或是追加到已有文件；“图纸单位”用于根据图纸情况选定以m为单位，还是以mm单位；“绘图内容”用于根据需要选定在图上绘点、绘圆和标注点号，使放样图对应于数据文件并清晰明了。

(2)在图上捕捉点并读取坐标，这是程序的关键，

主要代码如下：

On Error Resume Next

ThisDrawing．Utility．InitializeUs rInput 128，keywordlist

picpnt=ThisDrawing．Utility．GetPoint(，”在图上选取点(直

接回车返回)：”)

IfErr0 Then 出现错误时的处理

If StrComp(Err．Description，”用户输入的是关键字”，1)

= 0 Then

Err．Clear

Exit Do 直接按回车，现在返回

End If

Err．Clear

GoTo linel 其他情况下在图上重新选取点

End If ―

Y=picpnt(0)：x=picpnt(1)-'Z=0 读取坐标，其高程置为0

(3)根据需要在图上绘点、圆或标注点号

If checkp=True Then绘一个点

Set pointobj：ThisDrawing．ModelSpace．AddPoint(picpnt)

ElseIf checkn=True Then 标注点号

‘

Set textobj=ThisDrawing．ModelSpace．AddText(Str(num)，

picpnt，TextH)

Elself checkc=True Then 绘一个小圆

Set circleobj=ThisDrawing．ModelSpace．AddCircle(picpnt，

Radius)

End If

(4)将数据存入磁盘文件

将坐标值取精确到小数点后3位数，保存为文本文件，数据格式为：点号，，Y坐标，X坐标，高程。If Optionchose2：2 Then 如果图纸以毫米为单位

x=x／1000：y=y／1000

End If

Print#l，Format(ntlm)+”，”+”，”+Format(y，”0．000”)

+ ”

，”+Format(x，”0．000”)+”，”+Format(Z，”0．000”) 存盘

程序保存为以“．dvb”为后缀的工程文件，例如：“采集点坐标．dvb”，此程序在AutoCAD环境下作为“宏”来调用和运行。

3. 地脚螺栓坐标点位的采集

3.1 根据设计图坐标定地脚螺栓坐标

热风炉由三座炉子组成，在图纸上给出了1#炉和3#炉中心的坐标。如图（一）所示： （图一）

在AutoCAD软件上做一条线段，使线段两端点的坐标为（A:1103.850；B:1214.200）和（A:1103.850；B:1234.200），再以这条线段的端点为圆心、φ6840mm为直径做圆，确定出1#热风炉和3#热风炉的位置，再以这条线段的中心为圆心，φ6840mm为直径画出2#热风炉地脚螺栓的轨迹位置。地脚螺栓的位置均匀分布在圆周上，再以圆的零度线为基准平均把圆等分成16份，等分线与圆周的焦点就是地脚螺栓的中心。如图（二）所示：

（图二）

最后，在等分线与圆周的焦点上从0°线方向到360°一周依次采集坐标数据。比如以3#热风炉(中心坐标为A:1103.850；B:1234.200)的地脚螺栓为例：0°90°的四颗螺栓的坐标依次为：点1（A：1103.85；B：1237.62）、点2（A：1105.159；B：1237.36）、点3（A：1106.268；B：1236.618）、点4（A：1107.010；B：1235.509）；90°―180°的四颗螺栓的坐标依次为：点5（A：1107.27；B：1234.2）、点6（A：1107.01；B:1232.891）、点7（A：1106.268；B：1231.782）、点8（A：1105.159；B：1231.040）；180°―270°的四颗螺栓的坐标依次为：点9（A：1103.850；B：1230.780）、点10（A：1102.541；B：1231.040）、点11（A：1101.432；B：1231.782）、点12（A：1100.69；B：1232.891）；270°―0°的四颗螺栓的坐标依次为：点13（A：1100.430；B：1234.200）、点14（A：1100.690；B：1235.509）、点15（A：1101.432；B：1236.618）、点16（A：1102.541；B：1237.360）。如图（三

(1)先对图纸进行一定的处理，使其处于正确的坐标系统且定位和方向准确，同时确认图纸是以m为单位小数点后保留三位小数点。点工具菜单下的“宏”选项，调入前述的工程文件(程序)，再次点工具菜单下的“宏”选项，运行该程序。

(2)根据需要和图纸情况确定数据保存的文件名、数据记录方式、图纸单位和绘图内容。

(3)在AutoCAD的命令窗中显示“给第一点编号（1）／给每个点编号”选项，选(点1)将由作业人员对采集的第一个点编号，其他各点则自动依次顺序编号，对新的采集项目，第一个点的编号一般取“1”，如果是接着上次采集，则第一个点可接上次的顺序编号。

(4)在图上逐个捕捉需要放样的点，程序自动在图上标绘出各点的点号、小点和小圆等预定的内容，同时将坐标和高程按预定的数据格式保存到文件中， (见表1)：

放样点坐标数据文件

其中高程自动设为零。采集完成后按回车键退出。 用上述方法采集的放样测量坐标数据均为文本文件，可用记事本、写字板和word等软件打开、编辑和打印。也可用Excel打开作进一步的处理，运行Excel后，打开此文本文件的方法一是在“打开”窗口，将“文件类型”选为“文本文件”或“所有文件”，再选取要打开的文件，二是点取“数据”菜单下的“导入外部数据”，再选取要打开的文件。两种方法均会出现“文本导入向导”，只需在其“分隔符号”选项中勾选“逗号”，便可将数据按行列对应关系导入到表格中，使数据处理更加方便。同理可以在AutoCAD软件上采用上述方法直接标出另外两座热风炉地脚螺栓的坐标。

3.2 控制坐标的设定

在平场后，将整个施工场地（包括烧结区和初炼炉区）做了方格控制网。方格网以边长为100×100M的坐标点位构成，现场的构筑物都用这些方格网来控制。在已有的方格控制网中转一点在三座热风炉的附近，坐标为：（A：1100；B：1200）。将全站仪架设在转点（A：1100；B：1200），后视坐标点（A:1200；B：1200）放样出三座热风炉地脚螺栓的位置。如图（四）所示：

4. 全站仪放点

4.1全站仪型号及性能

仪器型号：NTS-302R

望远镜分辨率：3

角度精度：2

单个棱镜测距：1.8km

距离精度：±（2＋2×10－6 ×D）mm

4.2仪器的架设和放样

4.2.1定位前的准备

定位前，先用φ20的螺纹钢以热风炉圆心为中心搭立一个边长为7米的正方形框架。此框架为地脚螺栓的定位支撑架。框架和支撑框架的八根立筋柱子独立搭设禁止与基础骨架钢筋连接，以防止打混泥土时钢筋骨架的变形会使螺栓定位框架移位。框架的八根立筋采用φ20的螺纹钢斜拉成三角形式加固并高出基础骨架钢筋0.7米。用水准仪在立筋上抄出标高，标高为相对标高0.63米，比地脚螺栓顶面标高低120mm。再用φ20的螺纹钢在八根立筋以抄出标高的位置横拉连接起来，使连接的螺纹钢顶面与八根立筋上抄出的标高一样高。如图（五）所示：

图五

框架形成后，在框架的其中一个角横搭两根φ20的螺纹钢。用全站仪的放样模式在两根横搭的钢筋上定出放样螺杆的位置后，再在地脚螺栓上旋上一颗螺帽，使螺帽的底部到螺杆顶面的距离为100mm，将地脚螺栓的螺帽点焊在两根螺纹钢上已定出的位置上。被焊接在螺帽上的两根螺纹钢横搭在抄好标高的钢筋上可以移动，将棱镜再放在螺杆的中心上复测并定出准确的位置，最后把横搭在框架上的两根钢筋焊牢在框架上。用同样的方法确定出其它三个角的螺栓位置。

确定出了框架四个角的螺栓位置，再以框架四边中心位置分别横搭一根钢筋，使两根钢筋交叉成“十”字，用作搭接。如图（六）所示：

图六

4.2.2仪器定位

如图四所示，把全站仪架设在预先定下的坐标点上（A：1100；B：1200）对中整平，输入测站点坐标（A：1100；B：1200）和后视点坐标（A:1200；B：1200），将仪器望远镜对准后视棱镜按确认键“是”。返回到主页菜单选择放样模式，输入放样坐标点，调整角度使之归零。 方向确定后，将地脚螺栓的中心放在确定的方向上并使之与仪器望远镜里的纵丝重合。再把棱镜放在地脚螺栓的中心上，用仪器的“十”字丝对准棱镜中心按测距键。在方向线上前后移动螺栓和棱镜使仪器显示屏上的距离显示为零，确定出螺栓的准确位置。

5.小结

在施工复杂的环境中，采用全站仪放样的方式可以不受架设点位选择的限制，架设仪器时选择安全牢固易操作的点位降低了测量人员和仪器的安全隐患，保证了测量成果的准确性。经纬仪单独的测角功能结合钢卷尺量距的方式增加了测量程序，测量程序越多存在的系统误差就越大，全站仪以角度和距离相结合一次性的测量程序降低了因为测量人员和测量工具产生的客观误差，大大提高了工作的效率和测量成果的准确性。利用AutoCAD绘图坐标功能直接标出所需的坐标点位使得内业计算更加简单快捷。

参考文献

[1] 张凡．AutoCAD VBA二次开发教程．北京：清华大学出版社．2006

[2] 王钰．用VBA开发AutoCAD 2000应用程序．北京：人民邮电出版社，1999

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。