鋼結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量校正技術(shù)專(zhuān)項(xiàng)方案

鋼結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量校正技術(shù)專(zhuān)項(xiàng)方案鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量總體思路本工程鋼結(jié)構(gòu)罩棚為管桁架組成的空間異形殼體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)整體測(cè)量控制重點(diǎn)在于管桁架地面拼裝成形、吊裝單元高空就位對(duì)接。根據(jù)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件特點(diǎn)設(shè)置合理的測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)，在拼裝和吊裝中通過(guò)對(duì)構(gòu)件精準(zhǔn)定位，及平面坐標(biāo)控制和高程測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)采用高精度全站儀對(duì)構(gòu)件標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行空間三維坐標(biāo)控制；采用高精度水準(zhǔn)儀對(duì)構(gòu)件的標(biāo)高位置進(jìn)行控制?，F(xiàn)場(chǎng)平面控制網(wǎng)布置西看臺(tái)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)沿環(huán)向長(zhǎng)度約為410m，沿徑向（懸挑方向）長(zhǎng)度約為69m：東看臺(tái)屋面鋼結(jié)構(gòu)沿環(huán)向長(zhǎng)度約為340m，沿徑向（懸挑方向）長(zhǎng)度約為43m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)測(cè)量控制點(diǎn)，采用全站儀在通視條件下進(jìn)行測(cè)點(diǎn)加密布置鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量控制網(wǎng)。北北西看臺(tái)東看臺(tái)：原始附和導(dǎo)線(xiàn)：西看臺(tái)附和導(dǎo)線(xiàn)：東看臺(tái)附和導(dǎo)線(xiàn)at2at3at1O4O3d1d2d3插圖STYLEREF2\s2SEQ插圖\*ARABIC\s21鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量控制網(wǎng)站點(diǎn)布置圖現(xiàn)場(chǎng)分別投放東、西看臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)二級(jí)測(cè)量控制點(diǎn)，并對(duì)每個(gè)點(diǎn)二級(jí)控制點(diǎn)設(shè)定方位角。測(cè)量控制點(diǎn)O3、O4在場(chǎng)地內(nèi)部與原始控制點(diǎn)形成附和導(dǎo)線(xiàn)對(duì)西看臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行測(cè)量控制，加密測(cè)量控制點(diǎn)d1、d2、d3在體育館東面與原始控制點(diǎn)形成附和導(dǎo)線(xiàn)對(duì)東看臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行測(cè)量控制。高程控制網(wǎng)立面設(shè)置考慮到基礎(chǔ)沉降和建筑物壓縮變形的實(shí)時(shí)監(jiān)控需要，在建筑物外圍遠(yuǎn)離沉降影響的范圍外布置一閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)，作為全部標(biāo)高測(cè)量的基準(zhǔn)。用水準(zhǔn)儀引測(cè)各區(qū)域標(biāo)高控制點(diǎn)到固定構(gòu)筑物（混凝土柱或鋼柱）上，做+1.0M標(biāo)高線(xiàn)，并用油漆做好標(biāo)記，標(biāo)高控制點(diǎn)的引測(cè)采用往返觀(guān)測(cè)的方法。對(duì)于標(biāo)高控制點(diǎn)的豎向傳遞，有兩種方法可供選擇，比較如下：方法項(xiàng)目鋼尺全站儀綜合改正溫度、拉力、尺長(zhǎng)改正儀器自動(dòng)改正引測(cè)原理鋼尺精密量距三角高程測(cè)量數(shù)據(jù)處理人工計(jì)算程式化自動(dòng)處理誤差分析系統(tǒng)誤差（客觀(guān)因素）偶然誤差（人為因素）累積誤差（人為因素）系統(tǒng)誤差（客觀(guān)因素）示意圖計(jì)算式H=H0+ΔHZ=H0+ΔH+LSinα比較結(jié)論過(guò)程繁瑣、累積誤差大簡(jiǎn)便、快捷、精度高插圖STYLEREF2\s3SEQ插圖\*ARABIC\s21高程測(cè)量控制引測(cè)對(duì)比表選擇全站儀進(jìn)行高程傳遞，其具體方法示意如下：插圖STYLEREF2\s3SEQ插圖\*ARABIC\s22全站儀標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)垂直引測(cè)示意圖預(yù)埋件安裝測(cè)量定位柱腳預(yù)埋錨栓設(shè)計(jì)采用16根M56的圓鋼錨桿，錨桿底部設(shè)置有固定支座，上端設(shè)置一塊50mm厚鋼板進(jìn)行約束固定。插圖STYLEREF2\s4SEQ插圖\*ARABIC\s21埋件設(shè)計(jì)形式示意圖根據(jù)混凝土柱模板上彈設(shè)的定位墨線(xiàn)標(biāo)識(shí)對(duì)埋件位置進(jìn)行初步定位，利用鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量控制網(wǎng)在已完成的樁端、底板上測(cè)設(shè)埋件中心定位控制線(xiàn)，作為對(duì)錨栓埋設(shè)的測(cè)量控制基準(zhǔn)。整個(gè)預(yù)埋件安裝測(cè)量分為以下4步：用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和線(xiàn)錘先對(duì)定位套板進(jìn)行安裝定位測(cè)量；其次待錨栓就位好固定前進(jìn)行測(cè)量，主要測(cè)軸線(xiàn)位置、錨栓對(duì)角線(xiàn)和錨栓頂部標(biāo)高；然后在澆混凝土前對(duì)錨栓進(jìn)行測(cè)量校核；最后在澆完混泥土進(jìn)行錨栓的埋設(shè)成果測(cè)量，并在砼面彈出定位墨線(xiàn)。桁架安裝測(cè)量控制標(biāo)記選定本工程桁架結(jié)構(gòu)桿件為圓鋼管，轉(zhuǎn)換桁架部分主要節(jié)點(diǎn)采用焊接球節(jié)點(diǎn)連接，墻面桁架與屋面桁架部分鋼管桿件之間主要采用相貫線(xiàn)焊接連接。對(duì)于焊接球節(jié)點(diǎn)、圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)及圓鋼管構(gòu)件定位坐標(biāo)均為球心、圓管中心線(xiàn)的設(shè)計(jì)三維坐標(biāo)值，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制時(shí)無(wú)法直接利用虛化的球心、圓管中心線(xiàn)。因此實(shí)際操作時(shí)，在電腦三維模型上將構(gòu)件中心的設(shè)計(jì)定位坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換至構(gòu)件表面，并明確標(biāo)記。對(duì)于焊接球節(jié)點(diǎn)，根據(jù)加工廠(chǎng)制作時(shí)設(shè)定的工裝標(biāo)記點(diǎn)在球體表面上標(biāo)記出球心對(duì)應(yīng)的球頂點(diǎn)。球頂點(diǎn)標(biāo)記球頂點(diǎn)標(biāo)記插圖STYLEREF2\s5SEQ插圖\*ARABIC\s21焊接球節(jié)點(diǎn)測(cè)量標(biāo)記設(shè)置示意圖墻面桁架與屋面桁架桿件等圓鋼管的連接節(jié)點(diǎn)主要為鋼管相貫線(xiàn)焊接，測(cè)量控制點(diǎn)設(shè)置在主桁架上弦桿頂面與下弦桿底面位置。根據(jù)測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)與相貫節(jié)點(diǎn)的距離計(jì)算處管頂中心線(xiàn)上該點(diǎn)坐標(biāo)值，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)進(jìn)行指導(dǎo)。控制點(diǎn)設(shè)置在管桁架單元格弦桿中心處，盡量靠近胎架位置，以便于作業(yè)人員通行。插圖STYLEREF2\s5SEQ插圖\*ARABIC\s22鋼管構(gòu)件測(cè)量標(biāo)記點(diǎn)設(shè)置示意圖鋼桁架施工測(cè)量控制桁架拼裝階段測(cè)量控制采用間接定位法，現(xiàn)場(chǎng)安裝階段測(cè)量控制采用間接定位法與直接檢測(cè)法相結(jié)合的方式。首先在拼裝胎架搭設(shè)時(shí)對(duì)胎架上的支撐點(diǎn)進(jìn)行控制，根據(jù)支撐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的構(gòu)件拼裝三維坐標(biāo)值在胎架上設(shè)置平面坐標(biāo)約束和標(biāo)高約束措施，構(gòu)件就位時(shí)將標(biāo)記點(diǎn)與定位措施對(duì)齊，以間接的方法控制球節(jié)點(diǎn)中心以及鋼管中心線(xiàn)的空間位置。片式桁架拼裝測(cè)控對(duì)于墻面桁架、屋面桁架等片式桁架拼裝將鋼管桿件測(cè)控截面定位線(xiàn)標(biāo)記明確，拼裝胎架構(gòu)件支撐平面上進(jìn)行控制點(diǎn)投放、標(biāo)記，并設(shè)置標(biāo)高調(diào)整墊塊。吊運(yùn)拼裝桿件至胎架支撐面上，與定位標(biāo)記對(duì)位合格后及完成片式桁架主桿件定位，桁架腹桿根據(jù)主桿件進(jìn)行安裝。如下表圖所示。鋼管標(biāo)高鋼管標(biāo)高調(diào)節(jié)墊板鋼管中心坐標(biāo)點(diǎn)鋼管邊界定位線(xiàn)1、安裝胎架設(shè)置完成后，根據(jù)選定桿件標(biāo)記位置的中心三維坐標(biāo)值在型鋼支撐上投放。確定出鋼管控制中心點(diǎn)、十字線(xiàn)，以及鋼管就位后的邊界控制線(xiàn)，標(biāo)高通過(guò)調(diào)節(jié)墊板進(jìn)行調(diào)整。鋼管定位鋼管定位截面標(biāo)記鋼管根據(jù)標(biāo)記就位2、吊裝桿件就位，將鋼管壁上定位截面標(biāo)記與胎架支撐型鋼上測(cè)量投放的定位控制標(biāo)記對(duì)位。通過(guò)千斤頂、手拉葫蘆等工具調(diào)整桿件至最佳位置。插圖STYLEREF2\s6SEQ插圖\*ARABIC\s21片式桁架拼裝定位步驟表轉(zhuǎn)換桁架拼裝測(cè)控轉(zhuǎn)換桁架拼裝過(guò)程以對(duì)焊接球空間定位測(cè)量進(jìn)行拼裝單元的整體性控制。在拼裝胎架的球節(jié)點(diǎn)支托平臺(tái)上進(jìn)行定位標(biāo)記及措施的設(shè)置，確保焊接球節(jié)點(diǎn)的鋼球就位后球心在拼裝控制坐標(biāo)點(diǎn)上。鋼管連接桿件安裝定位根據(jù)焊接球位置進(jìn)行確定。焊接球定位步驟如下表圖所示。1、轉(zhuǎn)換桁架拼裝胎架搭設(shè)完畢后，對(duì)胎架頂面焊接球支撐平臺(tái)進(jìn)行標(biāo)高抄平，并根據(jù)球心拼裝坐標(biāo)值在鋼板面上投放中心點(diǎn)標(biāo)記以及焊接球在鋼板上的投影邊線(xiàn)。2、根據(jù)標(biāo)高測(cè)量情況，中心點(diǎn)、焊接球投影邊線(xiàn)位置，在中心點(diǎn)位置設(shè)置墊板對(duì)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，在投影線(xiàn)位置設(shè)置定位立板作為安裝控制措施。3、定位措施設(shè)置完畢后，吊裝焊接球部件至平臺(tái)板上，按照定位措施設(shè)置情況直接就位即可確保三維空間位置。根據(jù)球定位情況安裝焊接鋼管桿件。插圖STYLEREF2\s6SEQ插圖\*ARABIC\s22轉(zhuǎn)換桁架球節(jié)點(diǎn)拼裝定位步驟表鋼桁架安裝測(cè)量控制現(xiàn)場(chǎng)鋼桁架安裝時(shí)首先采用間接定位法進(jìn)行三維空間位置控制。支撐定位胎架搭設(shè)完成后，按照桁架拼裝時(shí)所選定的空間定位標(biāo)記點(diǎn)或截面坐標(biāo)值，在胎架支撐平臺(tái)上設(shè)置構(gòu)件吊裝就位控制標(biāo)記。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制網(wǎng)的站點(diǎn)，采用全站儀分別對(duì)不同形式的桁架支撐胎架投放坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)置定位標(biāo)記。由于鋼罩棚下方的各區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)頂部高度相差較大，而且鋼桁架也不在同一個(gè)平面上，相互高差較大，因此為便于節(jié)點(diǎn)定位和校正測(cè)量，需根據(jù)主測(cè)量控制網(wǎng)在混凝土樓頂上或臨時(shí)支撐胎架上設(shè)置測(cè)量控制點(diǎn)，作為測(cè)量后視點(diǎn)。插圖STYLEREF2\s6SEQ插圖\*ARABIC\s23現(xiàn)場(chǎng)鋼桁架安裝測(cè)量控制示意圖每個(gè)吊裝單元構(gòu)件就位完成后，對(duì)構(gòu)件上的標(biāo)記點(diǎn)空間三維坐標(biāo)值進(jìn)行測(cè)量，與設(shè)計(jì)安裝坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，以此進(jìn)行復(fù)檢及驗(yàn)收。鑄鋼節(jié)點(diǎn)施工測(cè)量控制對(duì)于鑄鋼節(jié)點(diǎn)制作完成后，在地面設(shè)置專(zhuān)用平臺(tái)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，主要是采用三維坐標(biāo)擬合法對(duì)其外形尺寸、分枝數(shù)量與角度方向、節(jié)點(diǎn)中心和分枝端預(yù)定的控制點(diǎn)三維坐標(biāo)等進(jìn)行復(fù)查，確保構(gòu)件安裝順利。節(jié)點(diǎn)分枝角度和坐標(biāo)檢測(cè)采用全站儀進(jìn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)藍(lán)圖進(jìn)行鑄鋼節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)，深化過(guò)程中根據(jù)柱腳中心坐標(biāo)，鑄鋼節(jié)點(diǎn)各個(gè)分支方向、長(zhǎng)度等確定出牛腿定位相對(duì)坐標(biāo)值。采用擬合法檢測(cè)鑄鋼節(jié)點(diǎn)構(gòu)件時(shí)，在專(zhuān)用平臺(tái)處投放鑄鋼節(jié)點(diǎn)測(cè)量檢測(cè)臨時(shí)控制網(wǎng)，將鑄鋼節(jié)點(diǎn)構(gòu)件放置在臨時(shí)控制網(wǎng)中，采用全站儀對(duì)構(gòu)件控制標(biāo)記點(diǎn)在臨時(shí)控制網(wǎng)的三維坐標(biāo)值進(jìn)行采集。將采集數(shù)據(jù)輸入電腦，在三維建模軟件中建立實(shí)測(cè)的鑄鋼件分支模型，與深化設(shè)計(jì)模型進(jìn)行對(duì)比，得出檢查結(jié)論。插圖STYLEREF2\s7SEQ插圖\*ARABIC\s21“擬合法”驗(yàn)收鑄鋼節(jié)點(diǎn)示意圖鑄鋼節(jié)點(diǎn)構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程測(cè)量三維控制網(wǎng)投放出構(gòu)件中心定位、方向控制的十字線(xiàn)。構(gòu)件安裝定位及標(biāo)高調(diào)到位整后，檢查該構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制網(wǎng)中個(gè)分支的控制點(diǎn)位坐標(biāo)值，與設(shè)計(jì)坐標(biāo)對(duì)比并予以調(diào)整，確保鑄鋼節(jié)點(diǎn)分支與桁架鋼管對(duì)接。安裝測(cè)量誤差控制措施在正常情況下鋼結(jié)構(gòu)安裝誤差來(lái)源于：構(gòu)件在吊裝過(guò)程中因自重產(chǎn)生的變形、因日照溫差造成的縮脹變形、因焊接產(chǎn)生收縮變形。結(jié)構(gòu)由局部至整體形成的安裝過(guò)程中，若不采取相應(yīng)措施，對(duì)累積誤差加以減小、消除，將會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。針對(duì)以上分析，消除安裝誤差，應(yīng)當(dāng)從安裝工藝和施工測(cè)控兩方面采取以下措施：1、安裝過(guò)程中，構(gòu)件應(yīng)采取合理保護(hù)措施。由于在安裝過(guò)程中，細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件較多，形成的吊裝單元因抵抗變形的剛度較弱，會(huì)在自身重力的影響下，發(fā)生不同程度的變形。為此，構(gòu)件在，運(yùn)輸、倒運(yùn)、安裝過(guò)程中，應(yīng)采取合理保護(hù)措施，如布設(shè)合理吊