高層全鋼結(jié)構(gòu)測量校正技術(shù)

高層全鋼結(jié)構(gòu)測量校正技術(shù)淺析介紹全鋼結(jié)構(gòu)控制測量及控制點的傳遞、軸線放樣和鋼結(jié)構(gòu)安裝測量校正。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，南北長約75m，東西寬約63m，施工場地非常狹小。大廈總建筑面積約為4萬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#線控制運營管理中心，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)測量控制與校正是保證鋼結(jié)構(gòu)安裝精確到位及工程進度的關(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、鋼柱安裝軸線及標高控制線的放樣、鋼柱垂直度測量校正及監(jiān)測、鋼梁水平度控制等。1高層全鋼結(jié)構(gòu)測量校正的基礎(chǔ)條件1.1測量校正依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205--2001）；《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99--98）；《工程測量規(guī)范》（GB50026--93）；建設(shè)單位提供的測量資料及現(xiàn)場實物；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)同一部門檢定改正并經(jīng)三方認可的長度丈量標準用尺。在構(gòu)件制作、安裝和驗收過程中，各單位實際使用的尺子都是跟各自所持的“基準尺”進行校尺并經(jīng)溫度尺長改正。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、施工進度及其它方面的質(zhì)量。高層全鋼結(jié)構(gòu)測量校正的前提條件是運至施工現(xiàn)場的構(gòu)件必須具有合格的制造尺寸。2測量控制網(wǎng)的布設(shè)2.1平面控制基準復(fù)測及坐標轉(zhuǎn)換根據(jù)南京地鐵測量中心提供的平面控制點（城市坐標）ZJL2、DT009、DT010，以ZJL2點為起始點計算坐標，DT010點為后視起算方向，按照《工程測量規(guī)范》所規(guī)定的四等平面控制網(wǎng)（點）精度要求，以極坐標的形式對DT009、DT010進行施測，計算得出DT009、DT010的復(fù)測坐標。DT009、DT010的復(fù)測坐標值與原始坐標值之差滿足規(guī)范要求，因此以ZJL2、DT009、DT010平面控制點作為該全鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的平面控制測量基準。在實際的施工測量中，由于城市坐標數(shù)字較多，且坐標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，因此將城市坐標系通過平移、旋轉(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)換成建筑坐標系（如圖1），以便于以后的測量工作。該鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的坐標轉(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：建筑坐標與城市坐標轉(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)六個平面控制點，并計算控制點的坐標，然后以ZJL2點為測站DT010點為后視方向，高精度全站儀運用極坐標放樣法，在底層樓面上放樣出A1、A2、A3、A4、A5、A6平面控制點（如圖2）。該六點組成的閉合導(dǎo)線按四等平面控制網(wǎng)的精度要求進行導(dǎo)線測量，測角六測回、測邊四測回，并與原始平面控制點聯(lián)測。對外業(yè)測量結(jié)果進行嚴密平差，計算控制點的坐標，并與理論坐標值比較后歸化改正。為了保證點位的絕對可靠和邊長相對精度較高的要求，在歸化改正結(jié)束后重新觀測角度和邊長。若不滿足規(guī)范要求，則必須依據(jù)觀測結(jié)果作二次歸化。當復(fù)測角度偏差小于±10″、邊長偏差小于±2mm時，在平面控制點上做好“十”字線標記（線寬0.2mm），并打上洋沖眼，以便長期保存。在施工的過程中，做好控制點的保護，并定期對平面控制網(wǎng)進行檢測。股圖康2刑：控制點分布慰示意圖左2.3殊孕高程基準復(fù)測殊及控制網(wǎng)的布豐設(shè)抄以南京地鐵測俗量中心提供的痕dt18芝、襪dt65鍛二等水準點作創(chuàng)為高程控制測霜量基準，并對裙dt18稠、馳dt65燙按二等水準測時量的要求進行腸復(fù)測，其水準啞測量閉合攀差刪f=+0.7筐1m夢m良，壓符合二等水準獵測量所規(guī)定的撒小軌于建4全（水準路線長床度自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格，且定期對名dt18徐、欺dt65曾進行聯(lián)測。若邀dt18添、研dt65勻之間二等水準趟測量閉合差滿皮足規(guī)范要求，層則考dt65高水準點沒有發(fā)蹄生變動（渡dt18舌二等水準點非結(jié)常穩(wěn)固）；若蜜兩點之間二等搜水準測量閉合創(chuàng)差超出規(guī)范要聽求，則外dt65最水準點績發(fā)生變動，必陶須從蓄dt18增向幼dt65良進行二等水準貢往返觀測，由速dt18災(zāi)求出店dt65挖新的高程，并課作為新的高程朽測量基準。由沙于沈dt65毀點距施工現(xiàn)場璃較近，因此本原工程以房dt65依點作為原始高墨程點。在底層啟樓面上設(shè)立兩警個水準點（利鎮(zhèn)用已建立的平乏面控制點，如院圖荷2驕）歷BM若1掛、屯BM裕2寇，與原始高程允點構(gòu)成閉合二刑等水準路線，楚測量并酒計算出高程作方為該鋼結(jié)構(gòu)安皆裝的高程控制頂點。喉3洲歇控制點的豎向閘傳遞及安裝控零制線的放樣籌3.1誰平面控制點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)遵投測到高空，諷再根據(jù)投測的禮控制網(wǎng)進行柱突頂軸線放樣，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。從目吉前工程測量的煩角度而言，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內(nèi)控、夾外控或內(nèi)外控明結(jié)合的方法來濤控制的。由于照本工程的施工址場地非常狹小笑，因此平面控越制網(wǎng)的豎向傳懂遞采用內(nèi)控法凱，投點的儀器后采用瑞士產(chǎn)徠獄卡把Z畜L敘天頂準直儀（潛精度連：劍1/2證0加萬）。壓型鋼掌板施工時，在哥控制點的正上襖方開設(shè)襪20cm虜×疾20cm獄方形孔洞。先登在需要傳遞控站制點的樓面預(yù)精留孔處水平固盈定好激光靶（刪有機玻璃板）方，然后在控制續(xù)點上架設(shè)天頂工準直儀，經(jīng)嚴蓄密對中、整平跌之后，從仿0°姓、缸90°壇、滅180°璃、填270°僻四個角度分別還向光靶投點。夫從理論上講該賽四個點應(yīng)重合烈，但實際操作蠟中由于各種誤計差的影響，這級四個點有可能躲不完全重合替。若不完全重巾合，則取四點統(tǒng)對角線的交點籍或者取分布較舌集中的三點構(gòu)篩成的三角形的忌重心作為平面匙控制點的傳遞裝點，并用窗0.蛾2貢mm機的油性記號筆惕作好標記，此足點為傳遞上來株的平面控制點犯。所有控制點遙傳遞完成后，初則形成該樓層崖平面控制網(wǎng)（妄引測網(wǎng)）。投蛾測好的引測網(wǎng)喝必須進行角度歲和距離檢測，穿距離用鋼尺精御密丈量四測回向，各測回之間賽較差址≤陷±響2m等m裁，與理論值之單差賠△口S樣不宜超蝴過探4m柱m成；角度觀測必懇須滿足《工程失測量規(guī)范》對跳四等網(wǎng)測角的巴規(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熄為兩目標點之造間的距離，誓S朱1戒、旋S嶺2災(zāi)為測站點到兩仿目標點之間的控距離，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，則必須重新墊投測平面控制泄點。只有當良△侵β果、攀△晝S蟻符合要求后，壩方可進行經(jīng)典意自由網(wǎng)平差，敬對平差的結(jié)果爪進行投測點的龍歸化。以歸化潮后的投測點作斤為平面測量依揪據(jù)，運用標準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般窩高程控制點的壩豎向傳遞及標緒高控制線放樣傳高程的傳遞運嗓用水準儀、水撓準尺和標準鋼拋卷尺，采用掛史鋼尺法按照《郵工程測量規(guī)范辛》中所規(guī)定的熟三等水準測量單的精度要求將朵高程引測到施楊工樓層上。在渡施工測量的過然程中必須施加徒標準拉力且應(yīng)森進行溫度尺長贊改正。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，先奪精確測定儀器來高，酷然后轉(zhuǎn)動全站梳儀測量天頂距光，通過計算求頓得激光反射片當?shù)母叱蹋侔存溔人疁蕼y量未的要求把反射哀片的高程傳遞檢到鋼柱上。這竟兩種測量方法社相比較：測溜量臂105.6米m健相互間偏差壓為急2m泄m丟，但采用全站枯儀測量比掛鋼勝卷尺測量方便合且精度高。以銅傳遞到施工樓戲?qū)拥母叱炭刂乒鼽c作為測量基迷準，采用視線臉高法在每一根震鋼柱上做好標叉高控制線度炭料認據(jù)。盾4禽惜全鋼結(jié)構(gòu)安裝肯測量校正守4.1采蠅測量校正的工像藝原理及流程田全鋼結(jié)構(gòu)安裝謹精度的控制與戴內(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)整期標高、再調(diào)整廉扭轉(zhuǎn)、最后調(diào)旅整垂直度的順薪序進行。鋼柱辯在自由狀態(tài)下岸，在滿足單節(jié)界柱垂直度不超胃標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，富對鋼柱垂直度案進行監(jiān)測。在奇高歪強螺栓緊固的粱過程，必須監(jiān)削控鋼柱垂直度狀。在一個節(jié)點進所有鋼梁的高違強螺栓緊固完稍之后，對鋼結(jié)擺構(gòu)中間驗收即跌焊接前驗收。之在梁柱接點焊溫接過程中，必抽須對鋼柱垂直妥度進行跟蹤監(jiān)吧測，以確保鋼已結(jié)構(gòu)最終驗收引合格。薦4.2余壓鋼柱標高調(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)柱頂標高不在岔同一個平面上添，在安裝下一躁節(jié)鋼柱之前必遠須對上一節(jié)柱床的柱頂標高進揭行抄平。本工顧程采用相對標錫高控制和設(shè)計薯標高控制相結(jié)聾合的方法進行債鋼結(jié)構(gòu)安裝，洞每安裝一節(jié)柱遇以后，引測實們際標高復(fù)核設(shè)務(wù)計標高，將標萄高誤差控制呀在撲5m曾m源以內(nèi)，逐漸趨桌近設(shè)計標高。略鋼柱吊裝就位獲后，用臨時大政六角高強度螺蟻栓通過連接板由固定上下耳板瞇，但不夾緊，裙通過吊鉤起落毯與撬棍撥動調(diào)偉節(jié)上下柱之間催間隙。量取上旦柱根標高線與群下柱頭標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，因此覺將偏差調(diào)整籍至遍+5m疫m由以內(nèi)，符合要報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。錯若鋼柱制造誤錯差超過懇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)、垂斑直度測量與校壯正齡鋼柱的扭轉(zhuǎn)偏館差是在其制造圓、運輸、堆放張、安裝過程中尸產(chǎn)生的。鋼柱妥若發(fā)生扭轉(zhuǎn)將坐對垂直度測量擴校正有很大的拋影響，因此在濟垂直度測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，將鋼據(jù)柱的四面軸線臨標出（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y翻方向的軸線偏決移值為爸△嫩y槍=請（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，標出鋼柱的坊扭轉(zhuǎn)值和扭轉(zhuǎn)漂方向，調(diào)校時銹將上節(jié)鋼柱向條相反方向扭轉(zhuǎn)稱予以調(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，若偏差過大棋只能分次調(diào)整描。鋼柱的扭轉(zhuǎn)銷調(diào)整之后，進哨行鋼柱垂直度酒的測量校正。囑將兩臺經(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度或單節(jié)柱垂堵直度超差，都尚要對鋼柱進行雀校正，此時松持開連接板螺栓慨，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接頭的旱大六角高強螺貢栓，并把臨時炸連接板焊接牢啞靠，以防止鋼會梁安裝過程中凳柱與柱對接的蜘微動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)測兔在鋼梁安裝過樂程中，鋼柱垂纖直度一般會發(fā)私生變化，因此失采瞎用午4原臺輪J回2括經(jīng)緯儀對相應(yīng)翻鋼柱進行跟蹤邀觀測。若鋼柱案垂直度不超標慰，只記錄數(shù)據(jù)拆不必調(diào)整；若弱鋼柱垂直度超亂標，應(yīng)復(fù)核構(gòu)冷件制作誤差及占軸線放樣誤差承，馳針對不同情況值進行處理。夢若鋼梁尺寸存掘在問題時，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杰程中，不應(yīng)再肝次調(diào)整鋼柱的永垂直度。在高管強螺栓緊固之能前，測量所有旺鋼柱的垂直度話，并在高強螺然栓緊固的過程勇中