摩天輪安裝測量方案與精度控制措施

摩天輪安裝測量方案與精度控制措施1安裝測量方案為了保證慈海橋施工測量的要求，首先應(yīng)建立施工控制網(wǎng)，然后進行精度評定，在確認網(wǎng)形滿足精度要求的前提下，充分利用全站儀的三維坐標功能和自由設(shè)站功能進行放樣。1.1.測量方案編制依據(jù) 本工程所應(yīng)用的規(guī)范、規(guī)程及設(shè)計文件（1）《工程測量規(guī)范》（GB50026-93）（2）《城市測量規(guī)范》（CJJ8-99）（3）《GPS全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范》（CH2001-92）（4）《觀覽車類游藝機通用技術(shù)條件》(GB18164-2000)（5）《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）（6）《建筑剛結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）1.2.測區(qū)現(xiàn)有資料分析 （1）平面系統(tǒng)、高程系統(tǒng) 平面系統(tǒng)：平面系統(tǒng)采用1990年天津市任意直角坐標系，高程采用天津市93年大沽高程系。（2）資料來源及情況 會同監(jiān)理從業(yè)主及天津測繪院手中接過所交樁點。1.3.施工中使用的主要的測量儀器儀表序號名稱精度測角精度數(shù)量（臺）1NET1200測距2+2PPM1"12拓撲康A(chǔ)T-G20.4mm/km11.4.施工控制網(wǎng)的建立及自身精度評定依據(jù)《觀覽車類游藝機通用技術(shù)條件》(GB18164-2000)中規(guī)定兩立柱中心線離與其設(shè)計值的誤差不大于1/1000.（3.3.2）而天津慈海橋兩人字架間最小距離為21.000m。21.000×1/1000＝21mm主軸傾斜度公差不大于其兩端軸承中心線距離的1/1500（3.4.1）14×1/1500＝9.3mm為了減小誤差，利用全站儀的自由設(shè)站功能，設(shè)P為放樣點。在P點安置反射鏡，儀器測定P點相對測站點的斜距D、天頂距Z和水平方向值α。則P點相對測站點的三維坐標為：X=D·sinZ·cosα

Y=D·sinZ·sinαH=D·cosZ

實際上，由于全站儀的前述性能，上述計算工作由儀器自動完成，并立即在顯示屏上顯示其相應(yīng)的坐標(也可自動記錄在電子手薄內(nèi))。由于其計算工作由儀器的計算程序在現(xiàn)場自動完成，因而杜絕了人工計算出錯的機會，同時提高了速度。按照測量理論，從上述計算式可求得三維坐標法放樣精度為：

Mx2=MD2·sin2Z·cos2α+D2·cos2Z·cos2α·M2Z/ρ2+D2·sin2Z·sin2α·M2α/ρ2（1）

MY2=MD2·sin2Z·sin2α+D2·cos2Z·sin2α·M2Z/ρ2+D2·sin2Z·cos2α·M2α/ρ2（2）MH2=MD2·cos2Z+D2·sin2Z·M2Z/ρ2（3）放樣點坐標誤差為Mp2=Mx2+My2（4）將（1）、（2）Mα=MZ帶入（4）得 Mp=建立高等級的控制網(wǎng)如下：控制點采用現(xiàn)澆混凝土中預埋鋼板。因為G8、G16不通視，所以先計算出P點的坐標作為已知點。以G8和P點的連線作為一條基線，然后進行閉合導線的測量，結(jié)果如下。L表示臨時點，P、A、B、C點表示為永久控制點。（現(xiàn)澆混凝土中預埋鋼板）邊角后方交會計算工程名稱：天津市慈海橋工程G16點G8點夾角APB(°'")待求點PX(m)Y(m)AP距離X(m)Y(m)BP距離X(m)Y(m)302989.48398381.564154.620302873.94298134.985126.5441510014302894.022098259.9281導線嚴密平差計算表點名觀測角度(°'")角度改正(")方位角(°'")邊長觀測值(m)邊長改正數(shù)(mm)邊長平差值(m)坐標X(m)Y(m)G8302873.94298134.985805212P15409340.02302894.02298259.928550146169.562-0.51169.561A17332210.90302991.20798398.875483408126.116-0.43126.116L126659531.60303074.66198493.430135340272.387-0.7672.386B8405291.39303022.97298544.105393933108.986-0.30108.986C3205242.04303106.87598613.6622514459180.2660.70180.267L215820281.35303050.42198442.4632300528236.1670.46236.167L320843530.06302898.90398261.3072584921128.7640.74128.765G820251-0.36302873.94298134.985805212P302894.02298259.928備注Wa=-7.00"Wx=-12.55mmWy=9.75mm測角中誤差=2.238"Ws=15.89mm1/T=1/64321精度評定表工程名稱：天津市慈海橋工程等級：精密導線點名點位中誤差誤差橢圓參數(shù)高程中誤差(mm)相鄰點位誤差(mm)方位角中誤差(")邊長中誤差(mm)邊長相對中誤差Mx(mm)My(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F（度分)P2.321.971.661/10萬A1.641.632.321.661.6237562.312.651.651/76407L12.652.433.592.922.09142522.013.061.701/42673B3.312.284.013.402.13162242.333.121.651/65869C4.142.825.014.512.19153062.832.621.661/11萬L22.572.383.502.842.05141452.821.981.681/14萬L31.111.621.961.651.0675381.961.711.651/78032G8導線圖1.5.控制網(wǎng)對摩天輪的精度分析與精度估算我項目部所使用的全站儀的測距精度2+2ppm，測角精度1"，為了安全起見，?、蚣壢緝x的精度2+2ppm，所以測角精度取2"因此，Mα=MZ=4"摩天輪頂高程119.8m，地面平均高程為4米，豎直高度為115.8m。點號PABC各點至摩天輪軸中心的坐標方位角a（°′"）50353746221934952192745007各點至摩天輪頂?shù)男本啵╩）365.549212.353147.897144.324sina0.77260.723-0.1758-0.9964cosa0.63480.6899-0.98440.08429Z（°′"）713153565847383845363839cosz0.31670.54490.78100.8023sinz0.9480.8380.62450.5968Mx（mm）5.623.2532.6361.678MY（mm）5.0193.2321.8222.262Mp（mm）7.53494.5863.20442.816MH（mm）6.7763.6942.5362.483取兩倍的中誤差作為限差列表如下：點號PABC限差2MX（mm）11.246.5065.2723.356限差2MY（mm）10.036.4643.6444.524限差2MP（mm）15.0699.1725.0725.632限差2MH（mm）13.557.3885.0724.966表1結(jié)論：從以上可見P點的中誤差最大，2Mp＝15.069mm<21mm；2MH＝13.55mm>9.3mm可見，此P點設(shè)站不能用于高程測量，但可用于平面測量，同理可知A、B、C三點可設(shè)站進行三維坐標測量測量。1.6.水準網(wǎng)的建立及精度分析水準測量路線示意圖轉(zhuǎn)點轉(zhuǎn)點水準路線平差計算表工程名稱：天津市慈海橋工程等級：精密水準點名距離(m)高差觀測值(m)高差改正數(shù)(mm)高差平差值(m)高程(m)BM15.03342.45-0.9465-0.02-0.947A4.08684.782-0.1856-0.04-0.186轉(zhuǎn)13.90184.7820.1804-0.04+0.180P4.08184.782-0.1805-0.04-0.181轉(zhuǎn)23.90184.7820.1859-0.04+0.186轉(zhuǎn)34.08742.450.9465-0.02+0.946BM15.033備注Wh=0.20mmΣD=424.0m水準路線平差計算表工程名稱：天津市慈海橋工程等級：精密水準點名距離(m)高差觀測值(m)高差改正數(shù)(mm)高差平差值(m)高程(m)BM15.033195.504-0.3786-0.22-0.379B4.654108.968-0.6661-0.13-0.666C3.988108.9680.6669-0.13+0.667轉(zhuǎn)44.655195.5040.3785-0.22+0.378BM15.033備注Wh=0.70mmΣD=608.9m計算：高巖日期：2005.12.17高程成果表點號高程(m)備注BM15.033P4.081A4.086B4.654.C3.9881.7.構(gòu)件安裝定位測量方法簡述一般情況下，各腳點能直接測量坐標。個別情況下因爬架、腳手架等桿件影響通視時，可通過棱鏡桿的長度調(diào)整或改變反射片位置的方法，或在局部范圍內(nèi)進行偏距測量或移動測站等方法解決各點的通視問題。各部位測量方法見下表，詳細另見各分部施工的相應(yīng)專項測量方案。序號施工部位放樣方法1塔腳測點標識，三維坐標測量，實測與理論值對比，構(gòu)件微調(diào)定位2塔腿測點標識，三維坐標測量，實測與理論值對比，構(gòu)件微調(diào)定位3塔中測點標識，三維坐標測量實測與理論值對比，構(gòu)件微調(diào)定位4塔端測點標識，三維坐標測量實測與理論值對比，構(gòu)件微調(diào)定位5輪軸測點標識，三維坐標測量實測與理論值對比，構(gòu)件微調(diào)定位6摩天輪測點標識，三維坐標測量實測與理論值對比，構(gòu)件微調(diào)定位7橋梁測點標識，三維坐標測量實測與理論值對比，構(gòu)件微調(diào)定位各施工部位的測量檢查內(nèi)容見下表：序號測量檢查部位測量檢查內(nèi)容單元件組對后、拼焊前拼焊后吊裝后空中焊接后1塔腳形體幾何尺寸誤差、樣沖眼的點位誤差、放樣后樣沖眼的點位誤差2塔腿形體幾何尺寸誤差、樣沖眼的點位誤差、放樣后樣沖眼的點位誤差3塔中形體幾何尺寸誤差、樣沖眼的點位誤差、放樣后樣沖眼的點位誤差4塔頂形體幾何尺寸誤差、樣沖眼的點誤差、放樣后樣沖眼的點位誤差5平衡索心度、索長、6穩(wěn)定索標高、索頭角度、雙耳環(huán)、索長、銷軸7輪軸高程、軸心位置為保證三叉塊合攏及軸承定位精度特別要對測量溫度和氣壓予以控制見下表：

各施工階段及部位檢測規(guī)定及規(guī)范施工階段形體幾何尺寸誤差（mm）樣沖眼的點誤差（mm）放樣后樣沖眼的點誤差（mm）外界條件依據(jù)溫度（15~20℃）氣壓Xyz塔腳預埋件安裝長度±2、寬度±2對角線≤2平面度≤41～2±5±5±5早晨6：00～9：00之前用氣壓表隨時改變氣壓（1）、（5）塔腳安裝同上1～2±5±5±5同上同上（1）、（5）塔腿安裝同上1～2±5±5±5同上同上（1）、（5）三叉塊安裝同上1～2±5±5±5同上同上（1）、（5）塔頂安裝同上1～2±20±20±20同上同上（1）、（5）、（7）軸承安裝51～2±5±5±15同上同上（1）、（4）對口錯邊3同上同上（5）注：（1）《工程測量規(guī)范》（GB50026-93）（2）《城市測量規(guī)范》（CJJ8-99）（3）《GPS全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范》（CH2001-92）（4）《觀覽車類游藝機通用技術(shù)條件》(GB18164-2000)（5）《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）（6）《建筑剛結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）（7）圖號110GC-00-00(1/2)

天津慈海橋人字架鋼結(jié)構(gòu)形體檢查記錄監(jiān)理單位：施工單位：承包單位：編號：工程名稱工程編號項目名稱日期檢測器具及編號測量器具檢定日期鋼構(gòu)件示意圖：測量項目允許偏差實測偏差1形體尺寸±2長±2寬±2高±2對角線±4平面度2樣沖眼距軸線誤差3樣沖眼放樣測量誤差xyz測量人員：年月日檢驗員：年月日測量工程師：年月日監(jiān)理工程師：年月日

1.8.塔腳預埋件和塔腳的定位為了保證塔腳的精確定位，首先應(yīng)進行塔腳預埋件的定位，在預埋件軸線上打樣沖眼。（1）樣沖眼的尺寸規(guī)格是：直徑1～2mm、深0.5～1.5mm的坑點。（2）樣沖眼要有十字線（或十字線點）進行標識，十字線點范圍為100×100mm。如下圖：（3）人字架樣沖眼十字線點100×100mm的范圍內(nèi)出廠時不噴漆，待工地安裝完畢以后統(tǒng)一噴漆覆蓋。（4）除已給樣沖眼布置圖的各節(jié)段以外，其它節(jié)段的每個面板的面只打縱軸線樣沖點，軸線兩頭的樣沖點位于距該構(gòu)件縱軸線端部0.5米處。=8\*GB3⑧=7\*GB3⑦=6\*GB3⑥=5\*GB3⑤=4\*GB3④=3\*GB3③=2\*GB3=8\*GB3⑧=7\*GB3⑦=6\*GB3⑥=5\*GB3⑤=4\*GB3④=3\*GB3③=2\*GB3②=1\*GB3①NM321=9\*GB3⑨其中①②③④⑤⑥⑦⑧⑨為單元吊裝順序，M、N為塔腳兩個面，（4）桁架定位桁架底版（單元①、②、③）定位，通過全站儀直接在①、②、③單元底面下的預埋H型鋼上精確放樣限位板位置。限位板為每邊兩個，規(guī)格10mm厚鋼板，限位板型式見下圖：單位：mm當1單元吊裝時，首先通過限位板粗略定位，然后將棱鏡置于1單元的洋沖眼上，進行動態(tài)高精度定位，利用全站儀的跟蹤測量功能，實時調(diào)整1單元的空間位置，2、3單元定位同1單元定位方法。④⑤⑥⑦⑧單元的定位也用限位板進行限位后，用拉線、吊線方法控制豎直度。（5）塔腳定位待9單元定位后，進行塔腳的定位，吊裝過程中注意塔腳預埋件的姿態(tài)調(diào)整，首先沿9單元H型鋼焊接限位板，塔腳預埋件及塔腳定位如圖塔腳首先進行粗略定位，在塔腳上表面利用八個洋沖眼位置（M、N面各四點）其中M面用棱鏡，N面貼索佳反射片，進行三維高精度定位。利用全站儀的跟蹤測量功能，洋沖眼位置如下圖M面的平面洋沖眼位置布置圖（6）定位檢測：通過3節(jié)的精度估算，高精度定位時（調(diào)整鋼桁架和塔腳位置），對所有洋沖眼位置進行檢測要求軸線小于5mm后作好記錄，并作出分析結(jié)論，為下步施工提供可靠的數(shù)據(jù)。因通視或其它原因每面至少取三點進行測量點號設(shè)計實量（理論）實測△x限差5mm△y限差5mm△z限差5mmxyzxyzxyz頂面外腹板1.9.人字架的定位人字架定位可進行和塔腳相似的測量方法，但因人字架較高、又和軸承連接所以在測量方法上又有所區(qū)別，頂板在放樣時采用棱鏡、腹板采用反射片的方法進行測量。人字架的樣沖眼的位置詳圖如下1.10.穩(wěn)定索、張拉索定位與檢測穩(wěn)定索、平衡索定位仍然采用三維工業(yè)測量方法。（1）穩(wěn)定索定位先檢查塔腿上穩(wěn)定索雙耳環(huán)位置（使用棱鏡作為測量目標）。（2）雙耳環(huán)定位檢測后，在銷軸中心貼反射片進行精確放樣。雙耳環(huán)銷軸中心檢測合格后，穩(wěn)定索位置定位已完成。然后進行穩(wěn)定索的安裝。（3）平衡索檢測。用棱鏡即可直接在塔腿上檢測平衡索的索道管的中心位置，合格后進行平衡索安裝。1.11.軸承定位（1）因塔頂?shù)亩ㄎ恢苯佑绊戄S承的定位精度，因此應(yīng)在塔頂處8cm封板下嚴格控制高程，使兩個塔頂8cm封板高程一致.同時嚴格檢查塔端及軸承法蘭板的相對位置關(guān)系。如下圖打完樣沖眼后進行軸承中線檢測，和塔頂?shù)娜S位置檢測，用全站儀進行三維位置檢測，安裝軸承時同時用水準儀檢查軸承兩端的相對高差，各點均達到規(guī)范要求后，即可認為已完成軸承定位。2.安裝偏差與精度控制措施空間尺寸定位、測量與姿態(tài)控制調(diào)整、焊接收縮變形、重力彈性變形、溫度效應(yīng)變形、測量誤差、組對誤差及誤差累計、安裝組對各階段尺寸預留、調(diào)整及局部與整體尺寸控制組對誤差，變形，溫度效應(yīng)的控制方法人字架各段在出廠之前先進行檢驗，同時對預拼裝結(jié)果要有個詳細的記錄，然后在現(xiàn)場塔腿各段的拼接控制其軸線偏差在容許范圍之內(nèi)，組裝完使實際塔腿長度應(yīng)調(diào)整到理論長度。同時預測塔腿提升自重擾度影響后塔腿長度。因為塔腿上口各點應(yīng)滿足設(shè)計要求坐標，所以中心塊在提升之前可以根據(jù)現(xiàn)場測量計算結(jié)果調(diào)整尺寸，同時根據(jù)下游塔腿及中心塊調(diào)整其高程偏差及錯位偏差。塔端提升之前先對測定下層頂標高，然后根據(jù)測量數(shù)值調(diào)整塔端長度尺寸，等其焊接完后，再測其頂面，以此來調(diào)整兩塔頂高程偏差。同時，由于提升施工在夏季進行，所以提升時間在早晨，以減少溫度對鋼結(jié)構(gòu)的變形誤差。在施工現(xiàn)場建立一個預測-施工-觀測-識別-反饋-調(diào)整的反復循環(huán)過程，從而保證組對誤差，變形，溫度效應(yīng)的控制不超出圖樣和現(xiàn)行標準允許的誤差范圍。人字架合攏前一周要對溫度、氣壓進行記錄并進行分析。2.1.鋼卷尺應(yīng)通過測量器具的鑒定與校準。使用鋼尺應(yīng)注意以下幾點：溫度改正數(shù)=0.000011（t-t0）L式中L-----測量長度；t--------測量溫度；t0------------------標定長度時的溫度，20℃標準拉力：按制造場的標準，匹配拉力的夾具，拉力計數(shù)器進行測量。尺的精度改正數(shù)=W2L3/24T2式中W-----------------鋼卷尺，kg/m；L----------------鋼卷尺的長度，m；T----------------量距時的拉力，kg。建立統(tǒng)一的測量儀器、鋼尺精度要求，為減少不必要的測量誤差，從鋼結(jié)構(gòu)加工，土建基礎(chǔ)放線、構(gòu)件安裝，應(yīng)該使用經(jīng)過統(tǒng)一校核的鋼尺。校核時，使用標準彈簧稱、鋼尺精度可達到0.1mm。標準讀數(shù)=實際讀數(shù)+溫度校正數(shù)+鋼尺修正值。

對記錄數(shù)據(jù)進行分析，分析出每天一個時間段內(nèi)塔腳及三叉塊隨溫度變化最小的范圍的時間段記錄塔腳、三叉塊隨溫度氣壓的變化（合攏前一周）內(nèi)）溫度、氣壓觀測記錄（合攏前一周內(nèi)）進行合攏測量在溫度影響最小時間段內(nèi)進行三叉塊合攏測量

2.2.人字架的施工過程監(jiān)測對記錄數(shù)據(jù)進行分析，分析出每天一個時間段內(nèi)塔腳及三叉塊隨溫度變化最小的范圍的時間段記錄塔腳、三叉塊隨溫度氣壓的變化（合攏前一周）內(nèi)）溫度、氣壓觀測記錄（合攏前一周內(nèi)）進行合攏測量在溫度影響最小時間段內(nèi)進行三叉塊合攏測量人字架上有6個永久控制點，其中4個分布在4個塔腿外側(cè)上，2個分布在塔頂上，在施工過程的不同階段進行監(jiān)測。施工過程及順序永久觀測點號（見圖紙）監(jiān)測周期塔腿吊裝完成1、2、3、4第一周內(nèi)每天，以后每周三叉塊安裝完成1、2、3、4第一周內(nèi)每天，以后每周平衡索初張拉完1、2、3、4第一周內(nèi)每天，以后每周塔柱安裝完成1、2、3、4第一周內(nèi)每天，以后每周塔頂安裝完成1、2、3、4第一周內(nèi)每天，以后每周輪軸梁安裝完成1、2、3、4、5、6第一周內(nèi)每天，以后每周穩(wěn)定索初張拉完1、2、3、4、5、6第一周內(nèi)每天，以后每周平衡索二次張拉完1、2、3、4、5、6第一周內(nèi)每天，以后每周穩(wěn)定索張拉完1、2、3、4、5、6第一周內(nèi)每天，以后每周注：觀測順序以設(shè)計張拉順序為準。永久觀測點號1觀測次序號人字架狀態(tài)氣溫風力風向觀測時間觀測點三維位置年月日時分每次本次變化（mm）（n＋1次與n次）累計變化（mm）（n＋1次與初次）1XYZXYZXYZ23456把觀測結(jié)果繪成曲線圖對數(shù)據(jù)進行分析得出結(jié)論三維位置↑時間→2.3.人字架位置糾正l=e1+e2+l1+l2+2wl2=l-e1-e2-l1-2w△l=l2’-l2注：e1、e2為三叉塊單元件下接口制作、塔腳已安裝位置的形位誤差。l1為塔腿6節(jié)（除塔腿頂節(jié)）焊后的實測長度l2'為塔腿頂節(jié)的自有實測長度l2為預計需要吊裝的長度l為塔腿的預計需要總長度△l為塔腿頂節(jié)的切割長度w為塔節(jié)環(huán)焊縫的焊接橫向收縮值（可在6節(jié)塔腿組焊時測定，預計w＝1.5～3mm）h=h1+h2+2wh2=h-h1-2w△h2＝h2'－h(huán)2注：h2'為塔頂TD實測長度h2為預計需要吊裝的長度△h2為塔頂TD切割長度h－通過設(shè)計要求的標高而算出的塔頂長度。通過對塔腿、塔頂兩次切割（△l、△h2為切割長度）可對人字架的定位進行及時糾正，原則上確保每次施工的上部達到設(shè)計位置，底部以在規(guī)范允許內(nèi)最佳焊接為標準。3.門架與平臺測量觀測方案天津慈海橋提升門架監(jiān)測包括水中鋼平臺、河中提升門架與岸上提升門架的基礎(chǔ)沉降、結(jié)構(gòu)空間位移與變形觀測，為安裝施工和吊裝提供實時可靠的評判數(shù)據(jù)和信息。3.1監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測內(nèi)容：包括基礎(chǔ)不均勻沉降、措施結(jié)構(gòu)整體沉降、空間位移。沉降觀測點布設(shè)如圖1，各部位及觀測內(nèi)容見表1表1不均勻沉降整體沉降空間位移鋼平臺√√河中提升門架√√√岸上提升門架√√√3.2、監(jiān)測意義與作用通過監(jiān)測可實時對水中鋼平臺、河中提升門架與岸上提升門架的變形狀態(tài)進行分析，對結(jié)構(gòu)的安全進行科學的預報。3.3、監(jiān)測布點方案測控布點原則要求：（1）觀測點要方便觀測，（2）觀測點自身不易被破壞。3.3.1鋼平臺布點鋼平臺共布設(shè)20個沉降觀測點主要集中在塔腳起吊的位置上，其中：16個點在鋼平臺塔腿組對、拼焊、滑移放置的位置附近處；2個點在鋼平臺三叉塊組對、拼焊、滑移放置的位置附近處；2個點