大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋架幾何形變測量的研究-鄧暉

大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋架幾何形變測量的研究鄧暉1,2華南理工大學(xué)建筑學(xué)院廣東廣州,1中南大學(xué)湖南長沙510641;2,(11本文以廣州體育館鋼結(jié)構(gòu)屋架幾何形變測量工程為實例提出了一套適宜大型鋼屋架的幾何摘要,:形變測量方案、監(jiān)測工作量大的情況下經(jīng)工程實踐證明了該方案作業(yè)簡便測,,,量成果可靠并完全滿足監(jiān)測精度高的要求。將對以后的相關(guān)工程有較大的參考價值。,廣州體育館大跨度鋼屋架變形測量關(guān)鍵詞;;;:+1B:文獻(xiàn)標(biāo)識碼中圖分類號::rooftrussastudyinasurveyschemesuitablefortoreliablyandmeetingtherequirementwhenfacing,conditionandamethodcouldto:為了準(zhǔn)確地反映出鋼屋架的安裝偏差和受力后的變形情況根據(jù)鋼屋架設(shè)計在結(jié)構(gòu)的各主要受力點總共布設(shè)了概述1,,廣州新體育館位于新廣從公路旁東方樂園南側(cè)由主,個觀測點其中大眾館觀測點共個主桁架上均勻布,,,場館。廣州新體育館屋架是由縱向主桁架型水平多環(huán)梁和支撐拉索組成的空間結(jié)構(gòu)結(jié)設(shè)個觀測點輻射桁架與主檁條的交匯處布設(shè)個觀測5,個其中在主桁架上均勻布設(shè)個7點訓(xùn)練館觀測點共,,觀測點在輻射桁架與主檁條的交匯處布設(shè),個觀測點。,構(gòu)體系新受力復(fù)雜屋面板全部采用從以色列進(jìn)口的陽光,主場館觀測點共個主桁架上均勻布設(shè),個觀測點,,板其要求鋼屋架的檁條安裝高程誤差小于,平面點位輻射桁架與主檁條的交匯處布設(shè)個觀測點。主場館屋蓋,誤差小于否則其外觀效果和陽光板的密封性將受較大結(jié)構(gòu)平面圖如圖所示。1,的影響屋架安裝完畢并拆除臨時支撐后屋架下沉,,量及水平位移是本工程須掌握的重要數(shù)據(jù)它為結(jié)構(gòu)設(shè)計提,供可靠。測量方案設(shè)計2測量內(nèi)容1鋼結(jié)構(gòu)屋架安裝工程施工監(jiān)測的主要內(nèi)容包括拆除臨時支撐前屋架安裝偏差的監(jiān)測和拆除臨時支撐后屋架變形的監(jiān)測一是在拆除臨時支撐前,,對屋架各重要組成構(gòu)件縱向主桁架、輻射桁架、主檁條)(觀測點的空間位置進(jìn)行監(jiān)測二是在拆除臨時支撐后再對,圖1廣州體育館主場館屋蓋結(jié)構(gòu)平面圖;屋架各重要組成構(gòu)件縱向主桁架觀)(測量儀器設(shè)備3測點的空間位置進(jìn)行監(jiān)測。首先將觀測點拆除臨時支撐前的為了滿足工程施工進(jìn)度的需要和適宜測量工作環(huán)境差、坐標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)進(jìn)行對比即可了解屋架的安裝偏差再將;,監(jiān)測工作量大同時測量的點位精度要求高等一系列條件,,觀測點拆除臨時支撐前、后的各觀測點的測量坐標(biāo)進(jìn)行對在工程中采用了瑞士徠卡全站儀測角精度±1″05,(比即可求出屋架在不同受力情況下幾何變形的空間分布。,同時為在陽光板全部安裝后計算出風(fēng)荷載對鋼屋架變形的,影響及預(yù)測鋼屋架的變形隨時間發(fā)展的趨勢提供了可信的依據(jù)。收稿日期修訂日期:12;:02作者簡介鄧暉:男漢族湖南祁東人(),講,(-),測點布置2師.年第期4工程勘察GeotechnicalInvestigation&Surveying57測距精度±、日本拓普康精密水準(zhǔn)儀設(shè)測站點高程為0知高程的目標(biāo)點高程為儀器高為首先在測站點觀測一個已,(2mm+)2,Hi(加測微器精度、徠卡小棱鏡、徠卡反目標(biāo)高為則觀測第一個未0,,H,1射卡并預(yù)備了瑞士徠卡全站儀(測,知點的高程函數(shù)式為角精度±1″測距精度±15,。(2mm+)H=H+i+ScosV=H+i+h1(1)(2)1在同一測站0101監(jiān)測控制網(wǎng)4不變則觀測第點的高程函數(shù)式為,j,i根據(jù)現(xiàn)場情況場館套用施工坐標(biāo)系并分別布設(shè)了三,,H=H+i+ScosV=H+i+h0j0代入式j(luò)jj個獨(dú)立的平面控制網(wǎng)。監(jiān)測平面控制網(wǎng)采用全站儀按《建筑變形測量規(guī)程》中二級導(dǎo)線技術(shù)要求進(jìn)行觀測。內(nèi)將式得(2),(1)H=H-i-h+i+h=H+h-h=H+1Δhj11j1j11j業(yè)計算時將全站儀存儲的原始觀測數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C(jī)中進(jìn)行,(3)簡單平差計算求得各方向值,在式關(guān)。中,為已知高程間接高差Δ也與儀高無(3),H1h1j算采用清華大學(xué)山維新技術(shù)開發(fā)公司研制的工程測量控制網(wǎng)微機(jī)平差系統(tǒng)。測量精度分析根據(jù)廣州市規(guī)劃局提供的高程起算點采用精密水準(zhǔn)和,3懸吊鋼尺傳遞高程將高程從起算點引測至體育館樓,全站儀測定空間目標(biāo)點的三維坐標(biāo)計算公式為:面再用精密水準(zhǔn)求得各控制點高程,αX=X+SsinV0(4)(5)(6)為準(zhǔn)儀和精密銦瓦合金鋼水準(zhǔn)尺按《建筑變形測量2PαY=Y+SsinV0規(guī)程》二級水準(zhǔn)測量技術(shù)要求施測。高程控制內(nèi)業(yè)計算利用Excel進(jìn)行平差計算。PZ=Z+ScosV+i0P式中α為坐標(biāo)方位角為斜距為天頂距;i:;S;V平差計算結(jié)果中三個獨(dú)立閉合導(dǎo)線控制網(wǎng)的全長相對,儀器高。閉合差不低于Π1,測角中誤差低于±1″高程觀測1,根據(jù)誤差傳播定律對上式分別求解函數(shù)的誤差方程,點測站高差中誤差低于±1。0式得,其訓(xùn)練館控制網(wǎng)示意圖見圖。2α+(mρ)α+2VΠm2=m22V22S22αXPSρΠ)α2V2((7)mV2S2α+(mρ)α+2VΠm2=m22V22S22αYPSρΠ)α2(2V(8)(9)mV2S2ρΠ)m2=m22V+S(m2S22VZPV將和兩式合并得觀測點點位坐標(biāo)中誤差(8),(7)。mPρ=m2+m2=mV+(mΠ)2S2m22S2αPXPYP現(xiàn)對上述各誤差方程式進(jìn)行相關(guān)說明:圖訓(xùn)練館控制網(wǎng)示意圖2式中為測距中誤差由儀器標(biāo)稱精度確定。在本,:m監(jiān)測方法5S為工程中2+為水平m=m=m,m,mαββ監(jiān)測方法為采用全站儀進(jìn)行三維坐標(biāo)測量通過測水平,SV角觀測中誤差一測回方向觀測中誤差在正常條件下取儀器,角個測回現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)將采集到的,6,標(biāo)稱精度由于采用無儀器高作業(yè)法故,,數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦用Excel計算各觀測點的三維坐標(biāo)值。在觀,為1=265。05m=0,mi測時為確保全站儀的測距精度觀測點所處輻射桁架與控,β,為了評定測量數(shù)據(jù)精度分別把個測回的角度和距離6,制點正前方的輻射桁架相距控制在榀以內(nèi)此時大多數(shù)(4,觀測值代入式、,可求出拆除臨時支撐前、后各觀再由公式(9)觀測點的觀測視線與反射片表面夾角不小于°以滿足觀),測點的和mm,Z測視線與反射片表面夾角不小于°以實現(xiàn)反射片的標(biāo)稱,P精度。121212±……+M=m2+1m2+2m2在用全站儀進(jìn)行三維坐標(biāo)測量點位的平面精度較易控,nnnn計算出觀測點的平面精度±觀測點高程精度M=,制但三角高程一般要受到量測儀器高和目標(biāo)高的誤差影,P滿足了工程建設(shè)的精度要求?！?=2,響很難實現(xiàn)本工程的鋼屋架檁條的安裝高程誤差小于,MZ的要求同時又無法采用常規(guī)的精密水準(zhǔn)測量,成果整理分析4下筆者采用無儀器高作業(yè)法消除三角高程因量測儀器高,,和目標(biāo)高給點位高程帶來的誤差影響假:以主場館為例觀測成果的整理分析主要是對比主場館,,工程勘察年第期458GeotechnicalInvestigation&Surveying個觀測點在拆除臨時支撐前后坐標(biāo)值的變化量。從對比是全面形變測量通過測定幾何量的變化能更直觀、更明了地判斷其施工質(zhì)量和安全狀態(tài)設(shè)計的創(chuàng)新。的數(shù)據(jù)中屋架的最高部分下沉量最明顯其中以主桁架的,,最高點為最大最大值為1越向周邊延伸下沉量,,,較均勻地逐漸減少。下沉量的最小觀測點為布設(shè)在靠近周邊箱型水平鋼環(huán)梁的觀測點最小的下沉量為1。觀測點,3參考文獻(xiàn)的水平位移表現(xiàn)為以主桁架為軸心向周邊偏移水平位移,,最明顯的是靠近主桁架最高處的一圈觀測點但沒有出現(xiàn)扭,建筑變形測量規(guī)程Π-97).北京中國計劃出版社:][2]],,轉(zhuǎn)現(xiàn)象1下沉量要工程測量規(guī)范北京中國計劃出版社:大些但在預(yù)計范圍之內(nèi)。,(-93).鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范結(jié)束語5北京中國計:(-.劃出版社,大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋架的施工質(zhì)量和安全狀態(tài)是業(yè)主們非常重視的問題屋架的幾何形變測量和鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力測試,(上接第頁)取得了良好的效果,該系統(tǒng)具有如下特點:()系統(tǒng)考慮到變形監(jiān)測現(xiàn)代化形變分信息我們將空間數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)的技術(shù)引入到,1:,變形監(jiān)測綜合數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來在空間數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn),析也要現(xiàn)代化采用空間數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)變形量挖掘理,中數(shù)據(jù)場刻畫了每個數(shù)據(jù)對挖掘任務(wù)的不同作用云模型,論去發(fā)現(xiàn)監(jiān)測物的變形量解決了傳統(tǒng)的變形分析的一些,,,可以在精確的定量數(shù)據(jù)和不確定的定性思維概念之間實現(xiàn)自弊端。由的相互轉(zhuǎn)換二者在發(fā)現(xiàn)狀態(tài)空間的挖掘機(jī)理概-()系統(tǒng)不僅可以用來處理全站儀和水準(zhǔn),2:念規(guī)則例外”則把每個定量的精確監(jiān)測數(shù)據(jù)的作用在,儀進(jìn)行變形監(jiān)測的數(shù)據(jù)處理對監(jiān)測變形的數(shù)據(jù)也可以,-+不同的認(rèn)識層次上濃縮到定性的決策思維中。其過程如處理既可以處理常用的邊角網(wǎng)、水準(zhǔn),]下首先把滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)的能量在整個滑坡體輻射根據(jù),網(wǎng)、網(wǎng)等。:,數(shù)據(jù)輻射估算監(jiān)測數(shù)據(jù)的概率分布密度并據(jù)此得到云模型,()對各期變形觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫管3:的三個輻射數(shù)字特征其次根據(jù)滑坡監(jiān)測的特點獲得數(shù)字,理除了可以查看各期原始數(shù)據(jù)外還可以查看每期的平差,,;特征的定性詮釋概念在遵循原始監(jiān)測數(shù)據(jù)整體水平的前提,結(jié)果數(shù)據(jù)下利用正向云發(fā)生器得到定性概念的可視化云圖最后,數(shù)學(xué)模型的變形分析和回歸分析系統(tǒng)都進(jìn)行入庫管理使,;,,利用數(shù)據(jù)場得到滑坡位移形變的例外進(jìn)而得到粒度較大得相互之間比較性更加直觀化。,例外”型的滑坡監(jiān)測空間知識。我們對三峽寶塔滑+()系統(tǒng)采用了可視化界面、操作方4:坡監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了挖掘并將發(fā)現(xiàn)的形變知識予以可視化,便對用戶的各種誤操作給出建議性指導(dǎo)而,,,其結(jié)果見圖所示。3且在使用系統(tǒng)時不需要很深的專業(yè)技術(shù)使其更加大,,眾化。當(dāng)然系統(tǒng)有些功能還需要要進(jìn)一步完善以滿足不同,,用戶的需求。參考文獻(xiàn)陶本藻自由網(wǎng)平差與變形分析北京測繪出版社:]]..,王樹元.大地與建筑物變形測量北京冶金工業(yè)出版社.:,,樹元.邊角聯(lián)合權(quán)問題的探討河北理工學(xué)院學(xué)報王]]]],(3).張菊清等沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)的研制西