超高層鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜空間坐標測量定位工法

1、超高層鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜空間坐標測量定位工法工法特點本工法的施工特點是 :采用全站儀進行空間點的三維坐標定位,形成整個空間三維坐標系。與傳統(tǒng)的測量方法相比,該工法施工測量方便 ,測量精度高 ,施工安全 ,施工速度快 ,有利于提高技術(shù)經(jīng)濟和社會效益。使用范圍所有高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)工程的施工測量放線。工藝原理平面控制網(wǎng)的建立采用內(nèi)控和外控相結(jié)合的方法 ,平面控制采用內(nèi)控法施工、外控法校核的方法。 鋼柱定位采用先進的全站儀進行三維坐標定位。鋼柱柱頭標高、鋼柱垂直度、鋼柱間的水平距離層層進行測定和校驗。施工工藝流程及操作要點施工工藝流程測量準備 控制網(wǎng)建立 (包括平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的建立 ) 地腳螺栓三維

2、坐標測量定位 測量放線控制 外控法控制鋼柱的位置鋼柱安裝測量 鋼柱安裝質(zhì)量測量操作要點 :測量準備所有測量儀器準備齊全 ,并按中華人民共和國計量法實施細則規(guī)定檢驗合格 ;施工圖紙審核完畢 ,并完成設(shè)計交底 ;專業(yè)測繪設(shè)計單位提供的工程水準測量成果、 高程測量成果等資料齊全 ;現(xiàn)場樁位交接完畢 ,并做好樁位保護 ,資料齊全 ; 定位依據(jù)的復(fù)核 ;用坐標反算法核對所給點的邊長 D 和方位角 ; 用符合校測法所給出的水準點進行校核?？刂凭W(wǎng)建立平面控制網(wǎng)建立根據(jù)據(jù)每個工程的特點 ,為方便施工測量 ,提高施測效率 ,施工測量可分為一個或兩個區(qū)域進行。通常兩個區(qū)域的劃分為 :核心筒的施工測量是一個單獨區(qū)域

3、 ,核心筒外的鋼柱施工測量是另一個區(qū)域。根據(jù)每個工程的高度和工程的特點 ,可采用內(nèi)控法或內(nèi)控法和外空法相結(jié)合的方法。核心筒控制網(wǎng)建立 :外控網(wǎng)建立 :將核心筒最外邊的四條軸線分別向外擴 1m,形成核心筒外控平面網(wǎng) ,見圖。內(nèi)控網(wǎng)建立 :從首層 ( 0.000以上 )開始往上的所有層 ,必須要在核心筒每層頂板上預(yù)留孔洞以便用激光鉛垂儀進行測設(shè)。 a、b、c、 d四個軸線的交點構(gòu)建本工程的內(nèi)控網(wǎng) ,每層板上預(yù)留 4 個 200200的激光鉛垂儀用的孔洞 ,用來投測施工時使用 ,見圖。外圍鋼柱測量平面控制網(wǎng)建立 :根據(jù)每個工程的構(gòu)件布置情況 ,可以建立一個或多個平面外控網(wǎng)。 中關(guān)村金融中心工程南北柱

4、子為斜柱 , 東西兩側(cè)為直柱 ,因此南北和東西分別建立兩個平面外控制網(wǎng) ,見圖、圖。高程控制網(wǎng)的建立用校核無誤后的水準點向現(xiàn)場較永久的建筑物上外測本工程的 0.000,用紅色油漆作 “”標記 ,作為本工程的高程依據(jù)。為提高精度,在引測過程中必須使用前后視等長的原則。在施工過程中 ,必須經(jīng)常進行現(xiàn)場高程點的復(fù)測工作 ,確保引測的高程點正確無誤。并在現(xiàn)場布設(shè) 45 個同等高程的標高點作為地下地上高程的依據(jù) ,要在距離本工程一定位置的地方埋設(shè)至少 3 個水準基準點組成高程點組。 地腳螺栓埋設(shè)測量在地腳螺栓的頂端臨時安裝一定位鋼板 ,與預(yù)埋鋼板平行并與地腳螺栓垂直。利用架設(shè)在柱縱、橫軸線交點上的兩臺經(jīng)

5、緯儀垂直交匯 ,定位鋼板上的縱橫軸線允許誤差為 0.3mm 。在灌注基礎(chǔ)混凝土前 ,進行檢查調(diào)整縱、橫軸線與設(shè)計位置的允許誤差為0.3mm 。測量放線控制平面控制首層底板放線 :首先校測控制樁無誤后 ,在控制樁架經(jīng)緯儀 ,精密對中后 ,以盤左盤右取中法 ,把控制點投測到首層板面上 ,并進行閉合校核 ,閉合差符合測角中誤差 10,邊長相對中誤差 1:10000 范圍內(nèi)校核無誤后 ,進行細部點投測 ,經(jīng)自檢、互檢 ,報監(jiān)理工程師驗線合格后 , 依據(jù)軸線控制網(wǎng)圖和施工分區(qū)圖做控制樁點 ,作為豎向控制基點。控制樁點做法 ,用沖擊鉆把樁點鉆出 ,然后把鋼筋埋入 ,并用鋼鋸條鋸出十字劃在鋼筋上作出標記。標

6、準層測量工作與鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)系(以一柱二層為例 ):鋼柱安裝(先校正標高 ,再校正位移、最后調(diào)整鋼柱的垂直偏差) 測量校正 下層框架梁 上層框架梁 測量 螺栓初擰 下層次梁、小梁 下層壓型鋼板堆放 上層次梁、小梁 測量校正 高強度螺栓終擰 壓型鋼板鋪設(shè) (樓板 50mm 控制線 ) 鋼筋、混凝土施工。 0.000以上部位軸線控制 :本工程屬于超高層建筑(檐高 150m),采用內(nèi)控外控相結(jié)合的方法。結(jié)構(gòu)垂直度要求非常嚴格 ,事先應(yīng)嚴格校正好儀器 ,投測時 ,嚴格定平度盤水準管。盡量以首層軸線為準作后視。取盤左、盤右向上投測的平均位置 .從首層頂板上開始按留洞平面圖所示位置每層頂板留出4 個200

7、200的方洞 ,作為用激光經(jīng)緯儀向上傳遞各層軸線的依據(jù);留設(shè)此施工洞時 ,位置必須正確 ,測量人員在每層澆混凝土前應(yīng)對各洞定位進行校核。用線墜校核上下層控制線間的誤差 ,用鋼卷尺閉合校核軸線控制線間的距離。 在首層頂板上就把各控制軸線引測到較遠的馬路上 ,然后每隔 6 層用激光經(jīng)緯儀加彎管目鏡串中法向樓層投測相應(yīng)軸線作為閉合 ,保證高層豎向軸線正確。內(nèi)控法與外控法共同操作 ,相互校核。保證層層有校核。當(dāng)建筑物施工到一定高度時 ,外控制和遠方軸線標志不太好利用 , 此時必須以內(nèi)控制為主要依據(jù)。測量員必須注意 ,外控制、軸線標志和內(nèi)控制之間的關(guān)系必須保持一致 ,控制點之間距離誤差要求達到2mm,測

8、角中誤差 5。標高控制 :首先校測 0.000標高點 ,然后將 0.000抄測到建筑物外墻四周并引測到電梯井 ,用墨斗彈出 ,閉合差在 3mm以內(nèi)。用 50m 鋼卷尺直接從 0.000點沿電梯井和核心筒結(jié)構(gòu)底板預(yù)留洞鉛直拉出各層距結(jié)構(gòu)板面 500mm 的統(tǒng)一高程點 ,當(dāng)兩點高程傳遞到同一施工面時 ,用水準儀對傳遞高程點進行閉合校測 ,取其三個高程點傳遞的平均值為準 ,作為各層結(jié)構(gòu)高程的控制依據(jù) ,在工作面上大面積進行抄平。在每層樓板施工完畢后 ,將激光鉛垂儀放置于首層底板上已埋設(shè)好的控制點 a(或 b、c、d)上將激光鉛垂儀精確對中、整平 ,然后調(diào)焦望遠鏡 ,照準施工層上的接收靶 ,利用無線對

9、講機通知并指揮施工層上操作接收靶的測量人員 ,使接收靶上正交的坐標中心點同激光鉛垂儀十字絲交點完全重合。此時 ,固定好接收靶 ,為了消除儀器自身存在的系統(tǒng)誤差 ,再將激光鉛垂儀平轉(zhuǎn) 90方向 ,重新觀測儀器十字絲交點是否與接收靶的正交坐標交點重合 ,如果重合 ,說明儀器本身沒有存在系統(tǒng)誤差。這樣接收靶上的正交坐標交點即為控制點 a 的向上投影點 ;用同樣的方法將其余各控制點分別投測到施工層樓板上 ,同樣得到相對應(yīng)的投影點。)控制點投測到施工層樓板上之后,將全站儀分別置于各投測點上,校測各個角及相鄰兩投測點間距是否同首層0.000底板上對應(yīng)的各個角度及控制距離相符,待角度、距離校測后 ,將投影點

10、用墨線連起來,然后以控制線為基準 ,用檢定過的 50m 鋼卷尺 ,將各條軸線投測于樓板上。最后以軸線為基準測出與鋼柱所在軸線的借用1m 控制線 ,作為下一節(jié)鋼柱校正的依據(jù)。外控法控制鋼柱的位置(以中關(guān)村金融中心工程為例)利用上圖和上圖作為外控法的軸線控制依據(jù)。南北鋼柱定位 ,見圖用全站儀把 o 點坐標定出來 ,在 o 點放置一臺 DJD2A級的電子經(jīng)緯儀 ,作為塔樓南北鋼柱的主控點。定出A、B、C控制線 ,根據(jù)圖紙尺寸把 TR2TR7各軸線與 c 軸的交點定出來 ,同樣把 TR8TR14軸線與 a軸的交點定出來。DJD2A級電子經(jīng)緯儀架設(shè)在o 點,用來控制 TRBs軸和 TRGs軸上鋼柱的垂直

11、于 TR1TR14軸方向的位置。 萊卡全站儀 (TCA2003)架設(shè)在TR1TR14軸與 a、c 軸線的交點上 ,用來控制鋼柱的軸線徑向位置。東西兩側(cè)鋼柱定位 ,見圖用全站儀把 o 點坐標定出來 ,在 o 點放置一臺 DJD2A級的電子經(jīng)緯儀 ,作為 TRBs軸和 TRGs軸上鋼柱的主控點。把 TR1、TR7、TR8、TR14、TRCTRF、TRJTRN軸線上的各個坐標點同樣用全站儀定出來。用兩臺 DJD2A級電子經(jīng)緯儀架設(shè)在任意一根柱子的兩個軸線上,用正交法即可把鋼柱位置精確定位出來。鋼柱安裝測量構(gòu)件進場復(fù)測在安裝測量前 ,對柱、梁、支撐等主要構(gòu)建尺寸與中線位置進行復(fù)核 ,構(gòu)件的外形與幾何尺

12、寸的偏差符合“建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗收規(guī)范”的規(guī)定。根據(jù)流水分區(qū)的劃分以及鋼柱吊裝順序,在需要吊裝的鋼柱上面根據(jù)鋼柱原有的沖眼標出軸線或中心線,并用紅色三角作出標記 ,以便校測用。在吊裝前 ,必須對鋼柱的長度 ,及截面幾何尺寸作檢查 ,以作為吊裝測量控制標高的依據(jù)。定位復(fù)測在基礎(chǔ)混凝土面層上第一節(jié)鋼柱安裝前 ,要對鋼柱地腳螺栓部位的柱十字定位軸線控制點組成的柱格網(wǎng)進行檢查、 調(diào)整。其誤差小于1mm。安裝時柱底面的十字軸線對準地腳螺栓部位的柱十字定位軸線。其誤差小于0.5mm.。鋼柱垂直度校正將檢定過的兩臺DJD2A級電子經(jīng)緯分別置于相互垂直的軸線控制網(wǎng)上 ,精確對中 ,整平。后視前方墨線 (控制軸線

13、 ),然后縱向轉(zhuǎn)動望遠鏡,照準鋼柱頭上操作人員的標志 ,并讀數(shù) ,與設(shè)計控制值相對比后 ,判斷方向并指揮吊裝人員 ,對鋼柱進行校正。直至在兩個方向上均校正在正確垂直位置后 ,將四個方向的攪風(fēng)繩拉緊 ,然后通知吊裝人員進行焊接。由于焊接時 ,考慮到焊接使得鋼骨收縮 ,而使得柱子偏移 ,所以必須隨時監(jiān)測并同時校正垂直度 ,鋼柱校正方法如圖 鋼柱頂位移校核在下一節(jié)鋼柱吊裝前 ,必須對前一節(jié)鋼柱頂?shù)钠七M行復(fù)測。復(fù)測方法用樓板上已經(jīng)投測的軸線及軸線控制線 ,量出控制線與鋼柱中心的尺寸 ,根據(jù)實測數(shù)據(jù)整理成測量報告 ,上報各有關(guān)部門 ,并進行數(shù)據(jù)分析。以備在下一節(jié)鋼柱吊裝時進行平面調(diào)整 ,以免誤差積累而

14、影響總的垂直度。 鋼柱安裝復(fù)測1)當(dāng)鋼柱初校完后 ,需安裝鋼梁。梁柱之間用高強螺栓連接 ,在連接安裝過程中 ,將會影響鋼柱的垂直度 ,因此必須安裝校檢。2)螺栓初擰之后 ,需要終擰。終擰同樣將會對鋼柱垂直度有所影響 , 為了保證鋼柱安裝精度的要求 ,需作進一步的校測。校測后的測量數(shù)據(jù)作為節(jié)點焊接參考依據(jù)。3)終擰之后 ,下道工藝是焊接之后的焊縫將會收縮。因此,焊接之后,必須再一次校測 ,校測后記錄下來的測量數(shù)據(jù) ,主要為下一層鋼柱安裝提供調(diào)整依據(jù)。其它測定在進行柱、梁、支撐等構(gòu)建安裝時,應(yīng)以柱為準 ,調(diào)整梁和支撐 ,以確保建筑物整體的鉛直度。在焊接時必須觀測與記錄以下項目:1)柱與梁焊縫收縮引

15、起柱身鉛直度的測定;2)柱的日照溫差變形的測定值;3)塔吊錨固在結(jié)構(gòu)上 ,對結(jié)構(gòu)鉛直度的測定 ;4)柱身受風(fēng)力影響的測定。鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量檢驗 鋼柱頭標高檢驗方法用校核無誤的當(dāng)前施工層的控制標高作為基點,用水準儀將低于柱頂 300mm 的標高線投測到鋼柱上,并彈上墨線。然后用經(jīng)過檢定的鋼尺 ;量出墨線到柱頂?shù)膶嶋H尺寸并記錄下來。將實測后的數(shù)據(jù)整理上報 ,見圖 首層以上鋼柱垂直度檢驗校正1)將首層基準軸線投測到鋼梁面上 ,所投測的線距離梁上的基準設(shè)計軸線 1m ; 2)校測梁上基準線的平面位置、 尺寸、關(guān)系、經(jīng)校測符合精度后 ,方可使用 ;3)將經(jīng)緯儀架設(shè)在梁面基準線上 ,后視基準線方向向上投測 ,鋼柱頂部卡有讀數(shù)標尺 ; 4)根據(jù)儀器與軸線的間距關(guān)系 ,在標尺上讀出相應(yīng)的尺寸 ,以此來校正鋼柱。 鋼柱之間水平距離的檢驗校正1)當(dāng)鋼柱吊裝完畢后 ,經(jīng)過垂直度校正和標高校正完成后,需要進行平面位置校正 ;2)AC2003全站儀可以對任意多的點距離聯(lián)測,利用全站儀的這一程序 ,來對鋼柱水平面位置進首先根據(jù)設(shè)計圖紙， 在計算機中把任意兩個鋼柱的平面位置距離計算出來，安全措施 :做好邊坡的移位觀測 (符合測量規(guī)范 DBJ01-2