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摘要：随着城市化进程的加快，城市的建筑密度越来越大，中国国民汽车保有量连年增加，停车难已经成为了一个普遍的社会问题，为满足汽车停车便捷性，在城市建设进程中应增加停车位数量，目前普遍的解决方式为在建筑中利用地下空间设置地下停车场，汽车通过旋转汽车坡道抵达相应的楼层及停车位。以淮南市山南新区综合医院项目为例，根据地下汽车坡道施工过程中常出现的标高控制，环形转弯处横向及纵向找坡控制以及环形坡道平面定位控制来分析坡道的标高及平面定位控制技术。
关键词：旋转；汽车坡道；定位；标高
一、引言
随着经济的发展，愈来愈多的家庭经济条件得到改善，现阶段，我国保有汽车量为2.81亿辆，按照14亿人计算，相当于每5个人就拥有一辆汽车，其中有70个城市汽车保有量超过100万辆。停车难已经成为一个亟待解决的重要民生问题，为解决这一难题，在中大型建筑地下室设置停车场。汽车坡道是大型建筑的重要组成部分，汽车坡道通过弧形设计，将汽车运输至指定楼层，从而达到停车的目的，是连接室外交通与地下停车场的重要交通枢纽。曲线坡道相比于直线坡道，具有占地面积较小，坡度更加平滑，更加经济适用。淮南市山南新区综合医院项目地下室2层，共设置2个圆形汽车坡道，圆弧汽车坡道起坡点与水平板相连接，地下二层圆弧汽车坡道在施工过程中，底板直接与土体接触，也就是在土方开挖过程中，就需要将土方开挖成坡道样式，土方开挖完成后，土体必须是原土，难点在于土方开挖时标高控制及弧形定位。
二、工程概况
该项目位于位于安徽省淮南市山南新区淝水大道西侧和畅街北侧国槐路东侧和风大街南侧，总建筑面积16.19万平方米，其中地下2层建筑面积约为6.25万平方米，地上层建筑面积约为9.94万平方米，包含门诊部、急诊部、医技部、住院部以及行政后勤、院内生活用房、地下停车场及配套公用工程等。共设置两个通往地下室1/2层的旋转汽车坡道。项目建成后将新建住院病床1000床位，最大限度的满足当地医生和患者的需求，成为国家新一轮医改形势下智慧医疗的典范。
三、环形汽车坡道的测量放线
对于本工程，旋转汽车坡道施工放样一般分为圆曲线主点测设，细部点的详细测设，模板支设及校验，测设500mm控制线等几个关键环节。以下以淮南市山南新区综合医院项目2#汽车坡道为例，详细讲述旋转汽车坡道在施工过程中的定位放线。
（一）圆曲线测设的简介
圆曲线是指具有一定半径的圆弧线，是路线转弯最常用的平曲线形式。圆曲线的测设一般分两部分进行：先测设曲线的主点，称为圆曲线的主点测设。后在主点之间沿道路中心线位置按一定密度进行加密，即施工放样，完整的标出曲线的位置，称为曲线的详细测设。在工程测量学上，曲线上的细部点即曲线上的里程桩，一般按曲线半径R规定弧长为L0，L0一般规定为5m，10m，20m，R越小，L0也越小。旋转汽车坡道在设计时，考虑到空间限制，半径较小，加密桩的间距也相应调整。要根据汽车坡道圆弧半径具体情况具体分析。
（二）圆曲线主点的测设
圆曲线的主点元素包括直圆点、曲中点、圆直点，根据相关图纸中三主点与轴线的尺寸关系、直圆点与圆直点的夹角，即可确定出主点位置。
（1）测设曲线的圆直点、直圆点（变坡点）
变坡点的交点作为测站，架设经纬仪，后视任一边坡线方向置零，顺时针（逆时针）转动经纬仪，定出另一条变坡线，根据变坡点与轴线的关系，利用钢尺测量直线距离并标识或者沿视线方向测量交点至变坡点的长度定出变坡点的位置。
（2）测设曲线的曲中点
架设经纬仪于边坡线交点处，后视任一边坡线定方向，顺时针或逆时针转动夹角的二分之一角度，定出方向，根据相关图纸、曲中点与轴线的相关尺寸定出点位置并标识。
（三）圆曲线的详细测设
如果曲线弧度较大，仅仅测设圆曲线的3个主点，精度已经不能满足施工的需要，即不能满足曲线的线形要求，对此，我们应对圆曲线进行加密处理，使之满足曲线的线形要求，且满足相关规范误差标准。
（1）圆弧中线的分解加密要视弧长、半径具体情况具体分析，根据任一变坡点出的已知标高及机密点之间的尺寸、坡度计算各点的标高，以另一变坡点处的已知标高作为校核，在误差允许范围内，则分解加密合理，否则改之。然后根据中线的标高及横向坡度计算内外弧对应各点的标高，方便支护、检验校核模板使用。
（2）利用AUTOCAD软件，将圆弧形坡道中的四分之一圆弧取出，并将其9等分，对应连接各分解点，测量各点之间的尺寸，数据分析如表2，表3，根据内外弧的圆心和相关细部点之间的尺寸在筏板面测设出各细部点，使用墨线连接并用油漆标识。
四、模板校验
模板支护完成后，将筏板面标识的各细部点投射至模板面，检查圆弧中3主点及各个细部点的标高已确保中线的线形要求。
（一）仪器设备
DS03水准仪1台、铅垂仪1台、50m卷尺、5m塔尺、红外线扫平仪1台、钢钉、白线50m、钉锤、油漆、墨线。
（二）模板上校核圆曲线
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2015），模板支设完成后，根据表1规范标准进行校核。根据图1数据，将筏板面上标识的圆曲线主点、细部点投射至模板面，确定位置后，利用水准仪，塔尺，后视已知标高点，检测相应位置处的标高，并以变坡点出的标高为检核，若在误差允许范围内，则标识，否则改之。
表1 允许偏差
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五、抄测500mm控制线
模板校核完成，待钢筋绑扎完成后，在挡土墙处抄测500mm控制线并用红油漆标出，圆弧中线处在各个细部点位置焊接钢筋，抄测500mm控制线并用红油漆标出，混凝土浇筑时，以便控制混凝土标高。
六、圆曲线等分的原理
超高、直线段代替斜线段、圆弧段等分的数学处理原理在圆曲线的详细测设中起到关键作用，如何去理解这些原理、如何在实地测设中去运用这些原理，对于我们理解圆曲线的实地施工放样工作非常重要，能加大我们对此施工放样的理解，并运用到类似的工程实例中。
（一）超高的定义
汽车在圆曲线上行驶时，受横向力或者离心力的作用，会产生倾覆或滑移的现象。为抵消车辆在圆曲线路上行驶所产生的离心力，保证汽车能安全、稳定、满足设计速度和经济舒适的通过弯道，在该路段横断面上设置外侧高于内侧的单向横坡，本项目坡道鞥横坡的坡度为4%。
如图所示，某汽车以速度v进入半径为r的曲线，离心力影响为：
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，为保证车辆运行平衡，需要增加外高内低的横向坡度，坡度
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，坡度为两点的高差与水平距离的比值，则离心力影响为
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，
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。
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超高示意
（二）圆弧段等分及直线段代替斜线点的原理。
我国古代数学家刘徽在计算圆的周长时，在圆中内接一个正的n边形，边长为a，则周长为na，当n无限增大时，正方形的周长无限接近于圆的周长C，实地测设时，根据此原理，利用AUTOCAD绘图软件进行圆弧等分操作，坡度公式为
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，所以
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，由此，
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，可知，高差为坡度与水平直线段的乘积，且在坡度趋于无穷小时，直线段等于斜线段。
七、误差分析
（一）圆弧等分的误差分析
表2数据来由，已知两变坡点的标高为-9.851m和-8.438m，圆弧中线处的坡度为10%，各等分点之间的距离如图所示，根据坡度公式计算各点的标高，计算变坡点处的标高与设计标高对比，即可得出偏差，结合表1表2的数据，对于圆弧长9m的圆曲线8等分后，误差在5mm以内，符合规范的要求，在9等分后误差趋于稳定。
表2 圆弧段等分标高数据
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分析表中数据可知，对圆弧中线的等分约细致，误差就越小，及直线段越接近圆弧段，此时计算的标高越接近理论设计标高，但是在实际的工程施工过程中，为了便于施工，过于细分圆弧中线，不是很现实，会增加工程量，于是，我们可以选取在误差可以接收的范围内，对圆弧段适当等分。
（二）直线段代替圆弧的误差分析
表3 直线段代替圆弧段数据分析
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表3的数据来由：直线段尺寸利用AUTOCAD软件测量，圆弧段尺寸为14.137/N所得，分析数据可知：
（1）圆弧段尺寸等分越细致，直线段越接近圆弧段。
（2）圆弧段等分6段后，直线段代替圆弧段产生的理论偏差对于标高的影响区域稳定，9等分之后，直线段等于圆弧段，对标高无影响。
综上所述，可以看出此方法是以变坡点处的已知标高作为校核点，将误差累积于变坡点处，在实际施工时，也可以同时从变坡点开始计算标高，将误差累计于加密点处。
（三）标高细部点在模板定位时的位置偏差
如图1所示，为了便于施工，在等分圆弧中线以及圆曲线细部点详细测设时，量测各细部点之间或者点与轴线之间的尺寸作为实际施工定位的依据。依据各细部点处的标高支护完成的模板符合圆弧中线以及纵、横向处的坡度设计要求。实际施工时，在模板上定细部点有两种方：（1）利用激光铅垂仪，将筏板面上定出的细部点投射至模板底面，使用倒钉钢钉的方法定出细部点的位置，本工程实例即应用此方法。（2）根据细部点之间和轴线的距离尺寸，直接在模板面上定位置，此时会存在位置偏差，即直线段代替斜线段产生的偏差，根据公式可知：在坡度趋于无穷小时，直线段可以代替斜线段，即此位置偏差对于相关标高的影响甚微。
结合以上分析，方法一相比方法二测设精度更高，可以减少误差的累积，但是测设速度相对较慢：方法二中的位置偏差属于偶然误差，利用方法一可以消除，经过分析，此偶然误差对于标高的影响甚微，为了提高测设速度，也可以应用。在实际施工时，根据实际情况，合理应用两种方法。
八、结束语
直线曲线混合坡道在超高层建筑中应用已经很普遍，如何准确的在实地测设出圆曲线的位置并控制标高成为了施工中质量控制的重点。圆曲线测设的方法很多，比如极坐标法、切线支距法、偏角法等。其中最常用偏角法，传统的偏角法利用方向与长度交汇进行实地测设，即必须计算出测站至任一细部点处的偏角（弦切角）和弦长，要求圆心通视。本工程实例结合偏角法进行实地测设，利用轴线与曲线点之间的尺寸关系进行实地测设，可以很大程度地提高测设速度、减少误差累积、操作简单快捷、适用性强，因此值得推广。
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