國家體育場鋼結(jié)構(gòu)拆卸變形監(jiān)測

1、國家體育場工程測量難點 及變形監(jiān)測技術(shù)實踐主講人：馬一心主講人：馬一心1 1、國家體育場工程概況、國家體育場工程概況2 2、工程測量的技術(shù)難點、工程測量的技術(shù)難點3 3、鋼結(jié)構(gòu)卸載變形監(jiān)測技術(shù)實踐、鋼結(jié)構(gòu)卸載變形監(jiān)測技術(shù)實踐u 國家體育場，因其外觀獨特的造型而被俗稱為“鳥巢”。該建筑位于北京北四環(huán)路北側(cè)的奧林匹克公園中心區(qū)，是2008年奧運會主會場，可容納觀眾9.1萬人，承擔了奧運會開幕式、閉幕式和足球、田徑等比賽項目。工程總占地面積20.4公頃，總建筑面積25.8萬平方米，綠化占地面積7.9萬平方米。地上高度69.21米，地下深度7.1米，東西長280米，南北長333米。屋頂開口，鋼結(jié)構(gòu)用鋼

2、總量約4.2萬噸。 國家體育場工程概況u “鳥巢”工程的建成不僅標志著建設者施工技術(shù)的創(chuàng)新和先進，而且從眾多側(cè)面和角度充分展示出精密施工測量技術(shù)，為保障其施工按設計要求，準確地實施發(fā)揮了重要作用。“鳥巢”工程從規(guī)劃、設計、施工，一直到竣工、運營的每一步建設進程，測繪工作始終和她相伴而行，測繪工作者用智慧和汗水做出了本專業(yè)應有的貢獻。 國家體育場工程概況 工程測量的技術(shù)難點 國家體育場結(jié)構(gòu)在空間變化的不規(guī)則性、多樣性、復雜性以及超大規(guī)模，增加了施工測量難度和困難，超出傳統(tǒng)工程測量范疇，而且又無工程先例，更無工程經(jīng)驗。不論是地面拼裝還是安裝定位，測量工作都十分煩瑣和困難，這些對工程測量的實施都提出

3、了挑戰(zhàn)。同時，由于施工場地相對狹小，場地中的大型施工設備、運輸車輛和重型起重機械的運行頻繁，以及作業(yè)公司多，配合、協(xié)調(diào)、工作交圈難度大都給測量工作帶來了很多意想不到的困難。1.需要快速建立高精度三維工程控制網(wǎng)需要快速建立高精度三維工程控制網(wǎng) 施工場地建筑材料，對測量控制點通視影響大，安裝精度要求高，為滿足施工要求，要根據(jù)工程進展情況隨時快速建立高精度三維工程控制網(wǎng)，保證工程各階段施工放樣的需要。2混凝土結(jié)構(gòu)施工測量精度要求高、難度大混凝土結(jié)構(gòu)施工測量精度要求高、難度大(1)斜扭柱施工測量(2)看臺板安裝的高精度測量3鋼結(jié)構(gòu)安裝施工測量精度高、難度大鋼結(jié)構(gòu)安裝施工測量精度高、難度大(1)鋼構(gòu)件（

4、胎架）組裝測量(2)鋼結(jié)構(gòu)安裝測量4鋼結(jié)構(gòu)支撐塔架卸載變形監(jiān)測難度大、責任重鋼結(jié)構(gòu)支撐塔架卸載變形監(jiān)測難度大、責任重 鋼結(jié)構(gòu)78根支撐塔架卸載工程總卸載量大，卸載工作有一定的難度。5跑道施工定線測量精度要求高跑道施工定線測量精度要求高 跑道施工特點：跑道長度測量定位要求達到國際標準；跑道平整度、精度要求高。6施工測量管理難度大施工測量管理難度大 “鳥巢”總體測量工作有北京城建勘測設計研究院有限責任公司負責，下面還有十幾個公司單位，因作業(yè)公司多，配合、協(xié)調(diào)、工作交圈不容易，施工測量管理和協(xié)調(diào)難度大。針對上述問題采取的措施： 1.應用衛(wèi)星定位系統(tǒng)、智能化的全站儀及數(shù)字水準儀快速建立了覆蓋整體工程的

5、高精度三維工程控制網(wǎng)。加密精密導線網(wǎng)和精密水準網(wǎng)。 2.采用強制對中標志，有效減少了測量誤差。 3. 開發(fā)和應用基于智能化全站儀、激光和通訊等技術(shù)的集成式精密空間放樣測設技術(shù)。（Trimble R8 GNSS GPSTrimble R8 GNSS GPS接收機、接收機、LEICA TCA2003LEICA TCA2003智能化全站儀）智能化全站儀） 4. 應用激光掃描等技術(shù)對整體工程設施的空間形態(tài)進行實時或準實時的精確檢測和完整記錄，形成了對整體工程實施動態(tài)與靜態(tài)變形監(jiān)測的自動化技術(shù)和方法。 5.建立、健全了各種工程測量項目的質(zhì)量安全管理體系，以及各項工程測量項目的監(jiān)督制度，確保了工程測量成果

6、的可靠性與完整性。 鋼結(jié)構(gòu)卸載變形監(jiān)測技術(shù)工程概況： 國家體育場主體鋼結(jié)構(gòu)，采用78個臨時支撐點（塔架）分段（共分成182段）高空散裝焊接而成。在主體鋼結(jié)構(gòu)合攏后，需對臨時支撐塔架進行分階段整體卸載，使鳥巢鋼結(jié)構(gòu)屋面由臨時塔架的支撐逐步轉(zhuǎn)換為自身承重狀態(tài)。 鋼結(jié)構(gòu)卸載變形監(jiān)測技術(shù)變形觀測點的位置 卸載過程中鋼結(jié)構(gòu)變形最大的部位是內(nèi)環(huán)桁架梁，在主結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)桁架梁0度、90度、180度和270度四個軸線方向及四個像限的45度方向附近上、下弦各置一個結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測點，并盡可能讓同一方向線上的上、下弦監(jiān)測點處在同一垂直線上，主結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)桁架梁共布設16個監(jiān)測點。另外在東、西、南、北方向四個支撐塔架上，各布設

7、了一個支撐塔架變形監(jiān)測點，總共布設了20個監(jiān)測點。 鋼結(jié)構(gòu)卸載變形監(jiān)測技術(shù)變形測量方法的選擇 由于卸載步驟為每小時進行一步，其中包括油缸升降、對監(jiān)測點進行觀測、監(jiān)測數(shù)據(jù)計算及對三個監(jiān)測單位的數(shù)據(jù)匯總分析整理，并報告信息中心，信息中心專家綜合研究確定下一步卸載動作并報告指揮部，由指揮部下達卸載指令。 卸載過程中，結(jié)構(gòu)上不能有人，而且必須在20分鐘內(nèi)提交數(shù)據(jù)，為節(jié)約時間，用反射片代替棱鏡。 利用反射片精度要低于棱鏡，通過模擬實驗進行評估。變形測量程序和方法 在卸載前三天開始，在卸載前三天開始，連續(xù)三天對所有監(jiān)測連續(xù)三天對所有監(jiān)測點分早、中、晚三次點分早、中、晚三次觀測，同時記錄時間觀測，同時記錄時

8、間和溫度，掌握鋼結(jié)構(gòu)和溫度，掌握鋼結(jié)構(gòu)日變形情況日變形情況。當當變形量很接近，變形量很接近，且變形趨勢和變形且變形趨勢和變形數(shù)據(jù)與千斤頂油缸數(shù)據(jù)與千斤頂油缸升降成正相關時，升降成正相關時，將監(jiān)測數(shù)據(jù)提交給將監(jiān)測數(shù)據(jù)提交給信息處理中心。信息處理中心。完成每一監(jiān)測點均由每一監(jiān)測點均由兩臺儀器同時監(jiān)兩臺儀器同時監(jiān)測，每一步卸載測，每一步卸載監(jiān)測工作的時間監(jiān)測工作的時間必須在必須在20分鐘分鐘內(nèi)完成內(nèi)完成。儀器自動采集儀器自動采集和人工記錄同和人工記錄同時進行。對兩時進行。對兩種方法采集的種方法采集的數(shù)據(jù)分別進行數(shù)據(jù)分別進行處理并對結(jié)果處理并對結(jié)果進行核對進行核對。核對無誤后，再與其他兩臺儀核對無誤后，再與其他兩臺儀器觀測所得的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對器觀測所得的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析，確認三臺儀器觀測所比分析，確認三臺儀器觀測所得到的變形趨勢一致得到的變形趨勢一致。 鋼結(jié)構(gòu)卸載變形監(jiān)測技術(shù) 鋼結(jié)構(gòu)卸載變形監(jiān)測技術(shù)卸載結(jié)束后的監(jiān)測 卸載結(jié)束后每天在相同時間段對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行監(jiān)測，