高層全鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量校正技術(shù)

高層全鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量校正技術(shù)淺析介紹全鋼結(jié)構(gòu)控制測(cè)量及控制點(diǎn)的傳遞、軸線放樣和鋼結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量校正。AnalysesofMeasurementEmendationTechnologyofHigh-riseFullSteelStructure南京地鐵大廈位于市區(qū)珠江路和中山路路口的東北側(cè)，占地面積為4783m2，南北長(zhǎng)約75m，東西寬約63m，施工場(chǎng)地非常狹小。大廈總建筑面積約為4萬(wàn)m2，地上部分塔樓28層、裙樓8層，地下部分3層，總高度為105.6m。地鐵大廈建成后主要作為南京地鐵1#、2#、3#線控制運(yùn)營(yíng)管理中心，是江蘇目前最高、規(guī)模最大的全鋼框架高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。測(cè)量校正是高層全鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵之一，鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量控制與校正是保證鋼結(jié)構(gòu)安裝精確到位及工程進(jìn)度的關(guān)鍵工序。其工作主要內(nèi)容包括：鋼結(jié)構(gòu)安裝平面控制網(wǎng)的布設(shè)及傳遞、高程控制網(wǎng)的布設(shè)及傳遞、鋼柱安裝軸線及標(biāo)高控制線的放樣、鋼柱垂直度測(cè)量校正及監(jiān)測(cè)、鋼梁水平度控制等。1高層全鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量校正的基礎(chǔ)條件1.1測(cè)量校正依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205--2001）；《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99--98）；《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026--93）；建設(shè)單位提供的測(cè)量資料及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物；工程圖紙和其它相關(guān)技術(shù)文件。1.2統(tǒng)一距離丈量尺度該全鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)有三把“基準(zhǔn)尺”，監(jiān)理單位、制造單位和安裝單位各執(zhí)一把，這三把尺是經(jīng)同一部門(mén)檢定改正并經(jīng)三方認(rèn)可的長(zhǎng)度丈量標(biāo)準(zhǔn)用尺。在構(gòu)件制作、安裝和驗(yàn)收過(guò)程中，各單位實(shí)際使用的尺子都是跟各自所持的“基準(zhǔn)尺”進(jìn)行校尺并經(jīng)溫度尺長(zhǎng)改正。1.3構(gòu)件制造尺寸構(gòu)件制作精度的高低將決定了高層全鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度、施工進(jìn)度及其它方面的質(zhì)量。高層全鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量校正的前提條件是運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的構(gòu)件必須具有合格的制造尺寸。2測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)2.1平面控制基準(zhǔn)復(fù)測(cè)及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換根據(jù)南京地鐵測(cè)量中心提供的平面控制點(diǎn)（城市坐標(biāo)）ZJL2、DT009、DT010，以ZJL2點(diǎn)為起始點(diǎn)計(jì)算坐標(biāo)，DT010點(diǎn)為后視起算方向，按照《工程測(cè)量規(guī)范》所規(guī)定的四等平面控制網(wǎng)（點(diǎn)）精度要求，以極坐標(biāo)的形式對(duì)DT009、DT010進(jìn)行施測(cè)，計(jì)算得出DT009、DT010的復(fù)測(cè)坐標(biāo)。DT009、DT010的復(fù)測(cè)坐標(biāo)值與原始坐標(biāo)值之差滿(mǎn)足規(guī)范要求，因此以ZJL2、DT009、DT010平面控制點(diǎn)作為該全鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的平面控制測(cè)量基準(zhǔn)。在實(shí)際的施工測(cè)量中，由于城市坐標(biāo)數(shù)字較多，且坐標(biāo)軸與建筑物的主軸線不平行，其數(shù)據(jù)的記錄、轉(zhuǎn)抄繁瑣且容易出錯(cuò)，因此將城市坐標(biāo)系通過(guò)平移、旋轉(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)換成建筑坐標(biāo)系（如圖1），以便于以后的測(cè)量工作。該鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式為：H=COS48″（X-47806.183）+SIN48″（Y-29622.453），V=-SIN48″（X-47806.183）+COS48″（Y-29622.453）。圖1：建筑坐標(biāo)與城市坐標(biāo)轉(zhuǎn)換示意圖2.2平面控制網(wǎng)的布設(shè)首先根據(jù)地鐵大廈鋼結(jié)構(gòu)平面圖，優(yōu)化布設(shè)六個(gè)平面控制點(diǎn)，并計(jì)算控制點(diǎn)的坐標(biāo)，然后以ZJL2點(diǎn)為測(cè)站DT010點(diǎn)為后視方向，高精度全站儀運(yùn)用極坐標(biāo)放樣法，在底層樓面上放樣出A1、A2、A3、A4、A5、A6平面控制點(diǎn)（如圖2）。該六點(diǎn)組成的閉合導(dǎo)線按四等平面控制網(wǎng)的精度要求進(jìn)行導(dǎo)線測(cè)量，測(cè)角六測(cè)回、測(cè)邊四測(cè)回，并與原始平面控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)。對(duì)外業(yè)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)密平差，計(jì)算控制點(diǎn)的坐標(biāo)，并與理論坐標(biāo)值比較后歸化改正。為了保證點(diǎn)位的絕對(duì)可靠和邊長(zhǎng)相對(duì)精度較高的要求，在歸化改正結(jié)束后重新觀測(cè)角度和邊長(zhǎng)。若不滿(mǎn)足規(guī)范要求，則必須依據(jù)觀測(cè)結(jié)果作二次歸化。當(dāng)復(fù)測(cè)角度偏差小于±10″、邊長(zhǎng)偏差小于±2mm時(shí)，在平面控制點(diǎn)上做好“十”字線標(biāo)記（線寬0.2mm），并打上洋沖眼，以便長(zhǎng)期保存。在施工的過(guò)程中，做好控制點(diǎn)的保護(hù)，并定期對(duì)平面控制網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)。股圖康2刑：控制點(diǎn)分布慰示意圖左2.3殊孕高程基準(zhǔn)復(fù)測(cè)殊及控制網(wǎng)的布豐設(shè)抄以南京地鐵測(cè)俗量中心提供的痕dt18芝、襪dt65鍛二等水準(zhǔn)點(diǎn)作創(chuàng)為高程控制測(cè)霜量基準(zhǔn)，并對(duì)裙dt18稠、馳dt65燙按二等水準(zhǔn)測(cè)時(shí)量的要求進(jìn)行腸復(fù)測(cè)，其水準(zhǔn)啞測(cè)量閉合攀差刪f=+0.7筐1m夢(mèng)m良，壓符合二等水準(zhǔn)獵測(cè)量所規(guī)定的撒小軌于建4全（水準(zhǔn)路線長(zhǎng)床度自L=1.2K洽m拖）的要求，因冬此務(wù)dt18奏、汽dt65奇都可以作為該政鋼結(jié)構(gòu)安裝工午程的二等高程僅控制點(diǎn)格，且定期對(duì)名dt18徐、欺dt65曾進(jìn)行聯(lián)測(cè)。若邀dt18添、研dt65勻之間二等水準(zhǔn)趟測(cè)量閉合差滿(mǎn)皮足規(guī)范要求，層則考dt65高水準(zhǔn)點(diǎn)沒(méi)有發(fā)蹄生變動(dòng)（渡dt18舌二等水準(zhǔn)點(diǎn)非結(jié)常穩(wěn)固）；若蜜兩點(diǎn)之間二等搜水準(zhǔn)測(cè)量閉合創(chuàng)差超出規(guī)范要聽(tīng)求，則外dt65最水準(zhǔn)點(diǎn)績(jī)發(fā)生變動(dòng)，必陶須從蓄dt18增向幼dt65良進(jìn)行二等水準(zhǔn)貢往返觀測(cè)，由速dt18災(zāi)求出店dt65挖新的高程，并課作為新的高程朽測(cè)量基準(zhǔn)。由沙于沈dt65毀點(diǎn)距施工現(xiàn)場(chǎng)璃較近，因此本原工程以房dt65依點(diǎn)作為原始高墨程點(diǎn)。在底層啟樓面上設(shè)立兩警個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)（利鎮(zhèn)用已建立的平乏面控制點(diǎn)，如院圖荷2驕）歷BM若1掛、屯BM裕2寇，與原始高程允點(diǎn)構(gòu)成閉合二刑等水準(zhǔn)路線，楚測(cè)量并酒計(jì)算出高程作方為該鋼結(jié)構(gòu)安皆裝的高程控制頂點(diǎn)。喉3洲歇控制點(diǎn)的豎向閘傳遞及安裝控零制線的放樣籌3.1誰(shuí)平面控制點(diǎn)的槽豎向傳遞及軸堪線放樣探軸線是高層全刑鋼結(jié)構(gòu)安裝的藍(lán)生命線，軸線捧放樣精度的高炒低將直接影響祝鋼結(jié)構(gòu)安裝的廳整體垂直度及淚鋼梁安裝的速純度。首層軸線堂的放樣直接依琴據(jù)平面控制網(wǎng)診，其它樓層柱村頂軸線放樣是跳從地面控制網(wǎng)遵投測(cè)到高空，諷再根據(jù)投測(cè)的禮控制網(wǎng)進(jìn)行柱突頂軸線放樣，洋而不得使用下忠一節(jié)柱頂定位果軸線。高層全曾鋼結(jié)構(gòu)安裝的鍬施工控制網(wǎng)與蠅地面建筑施工盡控制網(wǎng)的不同犯之處是地面建冶筑施工控制網(wǎng)拆（一般為建筑勁方格網(wǎng)）只布君設(shè)一次，而高催層全鋼結(jié)構(gòu)的念施工控制網(wǎng)是始隨著樓層的增液加需要不斷向序上引測(cè)。從目吉前工程測(cè)量的煩角度而言，建筆筑物的整體垂嶄直度和水平位郵移的控制主要繪是通過(guò)內(nèi)控、夾外控或內(nèi)外控明結(jié)合的方法來(lái)濤控制的。由于照本工程的施工址場(chǎng)地非常狹小笑，因此平面控越制網(wǎng)的豎向傳懂遞采用內(nèi)控法凱，投點(diǎn)的儀器后采用瑞士產(chǎn)徠獄卡把Z畜L敘天頂準(zhǔn)直儀（潛精度連：劍1/2證0加萬(wàn)）。壓型鋼掌板施工時(shí)，在哥控制點(diǎn)的正上襖方開(kāi)設(shè)襪20cm虜×疾20cm獄方形孔洞。先登在需要傳遞控站制點(diǎn)的樓面預(yù)精留孔處水平固盈定好激光靶（刪有機(jī)玻璃板）方，然后在控制續(xù)點(diǎn)上架設(shè)天頂工準(zhǔn)直儀，經(jīng)嚴(yán)蓄密對(duì)中、整平跌之后，從仿0°姓、缸90°壇、滅180°璃、填270°僻四個(gè)角度分別還向光靶投點(diǎn)。夫從理論上講該賽四個(gè)點(diǎn)應(yīng)重合烈，但實(shí)際操作蠟中由于各種誤計(jì)差的影響，這級(jí)四個(gè)點(diǎn)有可能躲不完全重合替。若不完全重巾合，則取四點(diǎn)統(tǒng)對(duì)角線的交點(diǎn)籍或者取分布較舌集中的三點(diǎn)構(gòu)篩成的三角形的忌重心作為平面匙控制點(diǎn)的傳遞裝點(diǎn)，并用窗0.蛾2貢mm機(jī)的油性記號(hào)筆惕作好標(biāo)記，此足點(diǎn)為傳遞上來(lái)株的平面控制點(diǎn)犯。所有控制點(diǎn)遙傳遞完成后，初則形成該樓層崖平面控制網(wǎng)（妄引測(cè)網(wǎng)）。投蛾測(cè)好的引測(cè)網(wǎng)喝必須進(jìn)行角度歲和距離檢測(cè)，穿距離用鋼尺精御密丈量四測(cè)回向，各測(cè)回之間賽較差址≤陷±響2m等m裁，與理論值之單差賠△口S樣不宜超蝴過(guò)探4m柱m成；角度觀測(cè)必懇須滿(mǎn)足《工程失測(cè)量規(guī)范》對(duì)跳四等網(wǎng)測(cè)角的巴規(guī)定：角度與享理論值之差椒|炎△篇β丟|役應(yīng)小炎于雷0.002邀5憂(yōu)ρ匪×S義3嗎/影S遍1狂·S挎2侄（式中：蔽S第3熄為兩目標(biāo)點(diǎn)之造間的距離，誓S朱1戒、旋S嶺2災(zāi)為測(cè)站點(diǎn)到兩仿目標(biāo)點(diǎn)之間的控距離，以米為嘗單位）。該鋼挑結(jié)構(gòu)（塔樓）筋工程中：靈S修1宴=毒20徑m哥、根S階2情=爸36.4奉m蹤、抄S抵3拍=41.53辯3臭m魯，此ρ濁=20626黃5易，解則括|窩△棗β剪|填應(yīng)小哨于筍2典9喚″差。若角度偏差蘆△盼β系和距離偏差循△新S身超出規(guī)范要求餃，則必須重新墊投測(cè)平面控制泄點(diǎn)。只有當(dāng)良△侵β果、攀△晝S蟻符合要求后，壩方可進(jìn)行經(jīng)典意自由網(wǎng)平差，敬對(duì)平差的結(jié)果爪進(jìn)行投測(cè)點(diǎn)的龍歸化。以歸化潮后的投測(cè)點(diǎn)作斤為平面測(cè)量依揪據(jù)，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)攪鋼卷尺配合全罵站儀若或畜J市2屯經(jīng)緯儀，正倒唉鏡法放樣出所片有柱頂軸線。零3.2般窩高程控制點(diǎn)的壩豎向傳遞及標(biāo)緒高控制線放樣傳高程的傳遞運(yùn)嗓用水準(zhǔn)儀、水撓準(zhǔn)尺和標(biāo)準(zhǔn)鋼拋卷尺，采用掛史鋼尺法按照《郵工程測(cè)量規(guī)范辛》中所規(guī)定的熟三等水準(zhǔn)測(cè)量單的精度要求將朵高程引測(cè)到施楊工樓層上。在渡施工測(cè)量的過(guò)然程中必須施加徒標(biāo)準(zhǔn)拉力且應(yīng)森進(jìn)行溫度尺長(zhǎng)贊改正。高程的稅傳遞除了采用況掛鋼尺法外，笛還有一種方法忽是在底層架設(shè)拍好全站儀，先奪精確測(cè)定儀器來(lái)高，酷然后轉(zhuǎn)動(dòng)全站梳儀測(cè)量天頂距光，通過(guò)計(jì)算求頓得激光反射片當(dāng)?shù)母叱蹋侔存溔人疁?zhǔn)測(cè)量未的要求把反射哀片的高程傳遞檢到鋼柱上。這竟兩種測(cè)量方法社相比較：測(cè)溜量臂105.6米m健相互間偏差壓為急2m泄m丟，但采用全站枯儀測(cè)量比掛鋼勝卷尺測(cè)量方便合且精度高。以銅傳遞到施工樓戲?qū)拥母叱炭刂乒鼽c(diǎn)作為測(cè)量基迷準(zhǔn)，采用視線臉高法在每一根震鋼柱上做好標(biāo)叉高控制線度炭料認(rèn)據(jù)。盾4禽惜全鋼結(jié)構(gòu)安裝肯測(cè)量校正守4.1采蠅測(cè)量校正的工像藝原理及流程田全鋼結(jié)構(gòu)安裝謹(jǐn)精度的控制與戴內(nèi)鋼筋混凝土奧核心筒外鋼框趨架結(jié)構(gòu)形式一貫樣都是以鋼柱育安裝控制為主六。鋼柱就位后鍬，按照先調(diào)整期標(biāo)高、再調(diào)整廉扭轉(zhuǎn)、最后調(diào)旅整垂直度的順薪序進(jìn)行。鋼柱辯在自由狀態(tài)下岸，在滿(mǎn)足單節(jié)界柱垂直度不超胃標(biāo)的情況下使以柱頂偏向鋼柱轉(zhuǎn)安裝軸線。在樓鋼梁安裝時(shí)，富對(duì)鋼柱垂直度案進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在奇高歪強(qiáng)螺栓緊固的粱過(guò)程，必須監(jiān)削控鋼柱垂直度狀。在一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)所有鋼梁的高違強(qiáng)螺栓緊固完稍之后，對(duì)鋼結(jié)擺構(gòu)中間驗(yàn)收即跌焊接前驗(yàn)收。之在梁柱接點(diǎn)焊溫接過(guò)程中，必抽須對(duì)鋼柱垂直妥度進(jìn)行跟蹤監(jiān)吧測(cè)，以確保鋼已結(jié)構(gòu)最終驗(yàn)收引合格。薦4.2余壓鋼柱標(biāo)高調(diào)校牛因鋼柱受制作想誤差、焊接收軋縮、荷載、氣閣溫、季節(jié)變化豈等影響，使得襖同一層鋼柱的數(shù)柱頂標(biāo)高不在岔同一個(gè)平面上添，在安裝下一躁節(jié)鋼柱之前必遠(yuǎn)須對(duì)上一節(jié)柱床的柱頂標(biāo)高進(jìn)揭行抄平。本工顧程采用相對(duì)標(biāo)錫高控制和設(shè)計(jì)薯標(biāo)高控制相結(jié)聾合的方法進(jìn)行債鋼結(jié)構(gòu)安裝，洞每安裝一節(jié)柱遇以后，引測(cè)實(shí)們際標(biāo)高復(fù)核設(shè)務(wù)計(jì)標(biāo)高，將標(biāo)萄高誤差控制呀在撲5m曾m源以?xún)?nèi)，逐漸趨桌近設(shè)計(jì)標(biāo)高。略鋼柱吊裝就位獲后，用臨時(shí)大政六角高強(qiáng)度螺蟻栓通過(guò)連接板由固定上下耳板瞇，但不夾緊，裙通過(guò)吊鉤起落毯與撬棍撥動(dòng)調(diào)偉節(jié)上下柱之間催間隙。量取上旦柱根標(biāo)高線與群下柱頭標(biāo)高控供制線之間的距榆離與理論值相臥比較，并考慮疊焊接收縮和壓斯縮變形，因此覺(jué)將偏差調(diào)整籍至遍+5m疫m由以?xún)?nèi)，符合要報(bào)求后在上下耳伏板間隙中打入呢鋼楔，用以限絮制鋼柱下落。錯(cuò)若鋼柱制造誤錯(cuò)差超過(guò)懇5mm杠，則應(yīng)分次調(diào)瀉整，不宜一次克調(diào)整到位。瓶4.3悠辭鋼柱扭轉(zhuǎn)、垂斑直度測(cè)量與校壯正齡鋼柱的扭轉(zhuǎn)偏館差是在其制造圓、運(yùn)輸、堆放張、安裝過(guò)程中尸產(chǎn)生的。鋼柱妥若發(fā)生扭轉(zhuǎn)將坐對(duì)垂直度測(cè)量擴(kuò)校正有很大的拋影響，因此在濟(jì)垂直度測(cè)量校更正前盡可能消腐除扭轉(zhuǎn)的影響傻。在柱頂軸線察放樣時(shí)，將鋼據(jù)柱的四面軸線臨標(biāo)出（如關(guān)圖嫌3矩）。假定業(yè)沿停x段方向鋼柱一側(cè)泡偏移值富為爆a豎，另一側(cè)偏移乘值云為靠b靜，實(shí)際鋼柱中論心躺沿靈x媽方向的軸線偏老移值為巷△葛x唐=擁（夜a+拆b跪）皮/雙2竟，柱頂扭轉(zhuǎn)值悔為郵（般a-內(nèi)b龍）陪/刪2塑；辛沿遠(yuǎn)y翻方向的軸線偏決移值為爸△嫩y槍=請(qǐng)（翅c+露d莖）監(jiān)/薄2礎(chǔ)，柱頂扭轉(zhuǎn)值而為珠（斜c-竊d鵲）齊/腫2典與前面的扭轉(zhuǎn)鮮值相等。在柱鑰頂軸線放樣后翅，標(biāo)出鋼柱的坊扭轉(zhuǎn)值和扭轉(zhuǎn)漂方向，調(diào)校時(shí)銹將上節(jié)鋼柱向條相反方向扭轉(zhuǎn)稱(chēng)予以調(diào)整，即靠上柱和下柱的盯耳板的不同側(cè)雄面夾入一定厚竭度的墊板，微腰微夾緊柱頭臨杯時(shí)接頭的連接掘板。鋼柱的扭旬轉(zhuǎn)每次只能調(diào)抽整順3mm泉，若偏差過(guò)大棋只能分次調(diào)整描。鋼柱的扭轉(zhuǎn)銷(xiāo)調(diào)整之后，進(jìn)哨行鋼柱垂直度酒的測(cè)量校正。囑將兩臺(tái)經(jīng)緯儀斃架設(shè)在鋼柱相火互正交（或近源似正交）方向遞線上，采用正切倒鏡法測(cè)量鋼蔑柱的垂直度，雙以消除儀器的糞系統(tǒng)誤差。如傘果柱整體垂直語(yǔ)度或單節(jié)柱垂堵直度超差，都尚要對(duì)鋼柱進(jìn)行雀校正，此時(shí)松持開(kāi)連接板螺栓慨，調(diào)節(jié)連接板挑螺栓孔的間隙岔。在鋼柱偏斜銷(xiāo)方向的同側(cè)錘精擊鋼楔或微微串頂升千斤頂，膊在保證單節(jié)柱污垂直度不超標(biāo)忙的前提下，盡砌可能將柱頂偏例向鋼柱軸線，換然后擰緊上下擱柱臨時(shí)接頭的旱大六角高強(qiáng)螺貢栓，并把臨時(shí)炸連接板焊接牢啞靠，以防止鋼會(huì)梁安裝過(guò)程中凳柱與柱對(duì)接的蜘微動(dòng)而影響鋼佩柱垂直度。申圖辣3繳：鋼柱扭轉(zhuǎn)偏千差分析示意圖丸4.4孕鋼柱塔垂直度監(jiān)測(cè)兔在鋼梁安裝過(guò)樂(lè)程中，鋼柱垂纖直度一般會(huì)發(fā)私生變化，因此失采瞎用午4原臺(tái)輪J回2括經(jīng)緯儀對(duì)相應(yīng)翻鋼柱進(jìn)行跟蹤邀觀測(cè)。若鋼柱案垂直度不超標(biāo)慰，只記錄數(shù)據(jù)拆不必調(diào)整；若弱鋼柱垂直度超亂標(biāo)，應(yīng)復(fù)核構(gòu)冷件制作誤差及占軸線放樣誤差承，馳針對(duì)不同情況值進(jìn)行處理。夢(mèng)若鋼梁尺寸存掘在問(wèn)題時(shí)，可懂采取更換連接診板或修改鋼梁隔螺栓孔位的方曬法；若放線誤幟差較大，則必天須重新放線糾額正誤差。蚊在錦鋼梁安裝的過(guò)杰程中，不應(yīng)再肝次調(diào)整鋼柱的永垂直度。在高管強(qiáng)螺栓緊固之能前，測(cè)量所有旺鋼柱的垂直度話，并在高強(qiáng)螺然栓緊固的過(guò)程勇中