網(wǎng)架撓度測量doc

1、網(wǎng)架撓度測量仲子家上海巖土工程勘察設(shè)計研究院有限公司摘要：本文結(jié)合使用Leica TCR （免棱鏡系列）全站儀和南方 CASS成圖軟件，敘述網(wǎng)架撓 度測量的新方法和數(shù)據(jù)處理方法。1. 概述在城市、工礦建設(shè)工程中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)越來越被廣泛的使用，其優(yōu)越性已被大家所公認。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在大型建筑物中除了起承重作用外，還保證了建筑物有較大的空間，以便設(shè)備的布置和人員的活動，同時使建筑物更顯美觀。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建筑物的安全性是人們所關(guān)注的，尤其是生產(chǎn)單位直接用于懸吊荷載的大型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在自重和生產(chǎn)設(shè)備荷載的長時間疲勞承重作用下，網(wǎng)架的變形是不可避免的；同時環(huán)境溫度的變化、網(wǎng)架材質(zhì)的腐蝕和老化等都將危及網(wǎng)架的變形和使用

2、期。為確保安全，有必要對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行定期的撓度檢測。通過檢測，對顯現(xiàn)出來撓度值較大的部位，采取弦桿、腹桿松動的檢查和加固等相應(yīng)措施，防患于未然。2. 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架撓度的控制指標依據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工規(guī)程JGJ7- 91的規(guī)定：用作屋蓋的網(wǎng)架，其撓度控制在短向網(wǎng)架跨度的1/250;用作樓層的網(wǎng)架，撓度控制在短向網(wǎng)架跨度的1/300。且鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50205 2001中規(guī)定：實測的網(wǎng)架撓度值不應(yīng)超過設(shè)計值的1.15倍。3. 使用免棱鏡全站儀進行網(wǎng)架撓度測量網(wǎng)架撓度測量的方法主要有：幾何水準法、激光掃平法、水管連通器法、傳感器法和免棱鏡全站儀法等。因網(wǎng)架建筑物凈空高一般都較高，幾何

3、水準法實施觀測難度較大；激光掃平法觀測在設(shè)備密布和人員頻繁活動的網(wǎng)架下也較難實現(xiàn)；而水準連通器法和傳感器法布置測點繁瑣且成本高。免棱鏡全站儀實施網(wǎng)架撓度測量的優(yōu)點：TCR全站儀無需在網(wǎng)架上設(shè)置棱鏡，解決了網(wǎng)架建筑物凈空高過高人無法上去設(shè)置測點的困難； TCR全站儀可以自由設(shè)站，解決 了在設(shè)備密布和人員頻繁活動的網(wǎng)架下的觀測困難； TCR全站儀照準觀測時具有可見光 斑，對是否為正確的觀測點具有可識別性；Leica TCR全站儀測量精度高，TCR400TCR1200系列全站儀測角精度為 2,測距精度為3mm+2ppm，最大測程80170m,它完全 能擔當網(wǎng)架撓度測量的重任。因此，有了Leica T

4、CR （免棱鏡系列）全站儀，解決了測量人 員在網(wǎng)架撓度測量中的諸多不便。3.1精度估算網(wǎng)架測點pS2h2S1Leica小棱鏡rala2hi控制點A由TCR全站儀自由設(shè)站，照準高程控制點(A)上設(shè)置的Leica小棱鏡(鏡高固定為r), 引測儀器視線高后，對網(wǎng)架進行照準測量(見“圖 1”。測點P的高程Hp為：Hp=HA+ h1 + h2=HA+r+ S1 x Sin 1+ (1-k)(S1 x Cos 1)2/2R+ S2 x Sin 2+ (1-k)(S2 x Cos 2)2/2R式中(1-k)(S1 x Cos 1)2/2R和(1-k)(S2 x Cos 2)2/2R為球氣差，可由全站儀設(shè)置自

5、動改正 (取 k=0.14 , R=6370km )。設(shè)場地高程控制點 A的點位精度為 mA= 1mm、測角精度ma = 3 、測距精度mS= 3mm，由式估算得：在測點視距不大于30m的范圍內(nèi)，測點高程中誤差達到土 3.1mm。說明采用TCR全站儀進行網(wǎng)架撓度測量是可行的。3.2工作原理高程控制測量在網(wǎng)架建筑物場地內(nèi)以約30m的間距選設(shè)布置高程控制點，使用Ziess DiNi 12電子水準儀或Leica NA2/NAK2 (標稱精度： 0.3mm/km ),按二等水準測量技術(shù)要求組成水準網(wǎng)對 高程控制點進行引測。采用獨立高程系，嚴密平差計算場內(nèi)控制點的高程，確保控制點高程誤差小于土 1mm。

6、網(wǎng)架撓度觀測TCR全站儀自由設(shè)站，在高程控制點上設(shè)置Leica小棱鏡(鏡高固定)，引測儀器視線高后，同法檢測另一控制點的高程，檢測無誤(檢測值和已知值之差小于土 2mm )后實施對網(wǎng)架的撓度觀測。測點位置1測點位置2測點位置2測點位置1下弦桿下弦螺栓球圖2網(wǎng)架撓度觀測一般以網(wǎng)架下弦桿或下弦螺栓球為測量對象。測量時，TCR全站儀的激光束瞄準下弦螺栓球底部（若螺栓球底部為平底，見圖2 “測點位置1 ”）或下弦桿底部（見圖2 “測點位置2”），正倒鏡觀測1測回，得下弦螺栓球底部或下弦桿底的高程，并繪制草 圖記錄于網(wǎng)架撓度觀測專用手簿。草圖中要標注測點位于網(wǎng)架施工平面圖的對應(yīng)軸號、方位或部位。由此逐點

7、觀測。為確保免棱鏡觀測的數(shù)據(jù)精度，一般要求觀測點垂直角大于 45，測點視距不大于30m。4. 數(shù)據(jù)處理對照“網(wǎng)架施工平面圖”、“網(wǎng)架下弦布置圖”、“網(wǎng)架配料單”以及 “球節(jié)點劈面尺 寸數(shù)據(jù)”等資料，由對應(yīng)的下弦桿口徑或下弦螺栓球直徑等相關(guān)數(shù)據(jù)，逐點推算網(wǎng)架下弦節(jié)點球中心的高程。依據(jù)“網(wǎng)架施工平面圖”的尺寸數(shù)據(jù)和推算得到的網(wǎng)架下弦節(jié)點球中心高程，編輯 生成網(wǎng)架下弦節(jié)點球中心三維坐標dat數(shù)據(jù)文件。在南方CASS成圖軟件平臺上調(diào)入網(wǎng)架下弦節(jié)點球中心三維坐標dat數(shù)據(jù)文件，繪制生成網(wǎng)架下弦等高線圖（等高線間距1cm）和網(wǎng)架下弦軸線向高程斷面圖。由繪制的網(wǎng)架下弦等高線圖和軸線向高程斷面圖，計算網(wǎng)架兩支

8、承間下弦各節(jié)點的 撓度值，結(jié)合網(wǎng)架支承立柱的沉降觀測數(shù)據(jù)和“鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架撓度的控制指標”判斷網(wǎng)架結(jié)構(gòu)撓度值較大的部位。并分析其原因，提請業(yè)主要關(guān)注的重點部位。5. 實例分析某汽車廠車身車間屋面為正方四角錐型螺栓球節(jié)點網(wǎng)架，網(wǎng)架由兩個平面呈70mx 84m的矩形組成。網(wǎng)架以上弦點為支撐，支承跨度24m,下弦網(wǎng)格節(jié)點間距均為 3mX 3m,網(wǎng)架矢高8m=網(wǎng)架下弦軸線平面布置如“圖3 ”。圖3網(wǎng)架下弦軸線平面圖我們以免棱鏡全站儀法對該網(wǎng)架進行了撓度測量（測量工作原理同上），實測并推算出網(wǎng)架縱軸 1、4、5、8、9、12、13、16、17、20、21、24、25、28、29、32、33、36、37、40

9、、41、44、45、48 和橫軸 A、C、E、F、I、J、M、N、Q、R、U、V、Y、Z、丫 相交的共計360個下弦節(jié)點球中心高程。在南方CASS成圖軟件平臺上繪制生成的網(wǎng)架下弦等高線985412 1316 1720 21+12騷事丫 Z 丫CA4 5圖注:V UN MF ER Q12 1316 1720 218 9243236 37242528 2940 4144 4548YZ YV UR QN MJ IF ECA44 4548TJI!丁82528 2932 3336 3740 41網(wǎng)架測點圖（等高線間距1cm,見“圖4”。圖4網(wǎng)架下弦等高線圖有了“網(wǎng)架下弦等高線圖”，我們對網(wǎng)架的整體撓曲度

10、情況就一目了然。即等高線間隔較大的區(qū)域，相鄰網(wǎng)架節(jié)點間的撓曲度相對較??；等高線密集的部位，就是網(wǎng)架垂直變形量較大的部位，其相鄰網(wǎng)架節(jié)點間的撓曲度變化較大，該部位也是網(wǎng)架安全的隱患點。為了詳細了解網(wǎng)架的撓度情況，我們可以按網(wǎng)架縱、橫軸線向繪制網(wǎng)架下弦節(jié)點球中心 的高程斷面圖?，F(xiàn)以 U軸為例，其下弦高程斷面圖如“圖5 ”。由“圖5”，網(wǎng)架U軸位置各下弦節(jié)點球的撓曲情況就顯而可見。即相鄰測點間斷面線若平坦，則相鄰網(wǎng)架節(jié)點間的撓曲度相對較?。蝗魯嗝婢€陡峭，其相鄰網(wǎng)架節(jié)點間的撓曲度就較大。6. 網(wǎng)架撓度值的計算方法用于對整體網(wǎng)架進行撓度分析的撓度值計算對整體網(wǎng)架的撓度計算一般以一個面為基準，計算網(wǎng)架下弦各節(jié)點的撓度值；并結(jié)合繪制的“網(wǎng)架下弦等高線圖”對整體網(wǎng)架進行撓度分析。水平網(wǎng)架（如上例）：可以依據(jù)實測的網(wǎng)架下弦節(jié)點高程值，先找出網(wǎng)架下弦節(jié)點最大高程值點，并以該點高程的水平面為基準面，計算整個網(wǎng)架下弦各節(jié)點的撓度值。斜面或曲面網(wǎng)架：可以先把斜面或曲面網(wǎng)架的設(shè)計空間位置投影至同一高程的水平面，依據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)計算出斜面或曲面網(wǎng)架上各下弦節(jié)點球中心和該水平面的高差值；然后由該值加上實測高程值計算出斜面或曲面網(wǎng)架上各下弦節(jié)點球中心相對于該水平面的撓度值。