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钢结构测量方案
时间:2017-07-08
作为施工的依据,在施工过程中进行的一系列测量工作,衔接和指导各工序的施工,它贯穿于整个钢结构施工过程,是钢结构施工的关键技术工作之一。通过高精度的测量和校正使得钢构件安装到设计位置上,满足绝对精度的要求,因此测量控制是保证钢结构安装质量以及工程进度的关键工序。 
 
1安装测量控制的总则
 
 
序号
测量控制总则
1
负责工程施工所需的全部施工测量放线工作及钢结构安装过程中的测量控制工作,并配合监理工程师测量检验的辅助工作和一切方便条件。
2
工程开始前,由总包提供现存基准点和测量点的标高和坐标,如果认为总包提供的资料有问题,则要在业主提供资料后的5日内书面向监理工程师反映。
3
接受总包提供的测量基准点后,应校测其基准点(线)的测量精度,并复核基准点资料和数据的准确性,向监理工程师书面反映。
4
以总包提供的测量基准点(线)为基准,按国家测绘标准和本工程施工精度要求,设定用于工程的控制网,并应在收到开工通知后7日内,将施工控制网资料报送监理工程师审批。
5
施工基线、定位点、控制点和施工基准点的标桩,经测量后都要进行检查,测量及定位点的精确度要符合相关规程规定。
6
负责保护好测量基准点、基准线和水准点及自行增设的控制网点,并提供通向网点的道路和防护栏杆。测量网点的缺失和损坏,应负责修复。
7
钢结构安装后,当在确定的每天的同一时间测量钢结构的节点变形数据作为控制数据的依据,必要时应作适当修正。
 
2测量主要内容及重点

类型
内          容
测量主要内容
1.总包控制网复核和钢结构施工控制网的建立;
2.预埋件定位、平整度及标高复测;
3.构件吊装的测量监控;
4.施工过程中结构的位移监控;
重点
钢结构吊装单元的吊装定位决定了整个结构的安装精度和施工质量。因此,如何进行吊装定位也是本工程施工测量工作的重点。
难点
1.本工程中采用大量弯扭构件,吊装单元地面拼装及吊装精度控制要求高;
2.施工场地上工种多,交叉作业频繁、受干扰多;
 
3测量控制准备工作
 
测量准备工作是保证施工测量全过程顺利进行的重要环节,所以必须充分做好测量前各项准备工作。

3.1  测量器具的准备
测量的精度直接影响到施工安装质量,而测量器具的精度质量问题又直接影响着测量结果的好坏。为了保证测量质量,特准备了以下科学精密的测量仪器:
序 号
名 称
数 量
备  注
1
全站仪
10台
用于I、II级工程平面控制网的测设;构件的拼装及安装定位;结构变形检测
2
经纬仪
6台
用于轴线测设、现场拼装胎架放线测设等
3
水准仪
10台
用于高程控制网的测设及桁架标高的复测等
4
反射棱镜
4组
用于全站仪测距
5
塔尺
10件
结合水准仪测设高程
6
对讲机
10部
测量人员工作联系
所有测量器具在作业前必须经技术监督部门进行检定,保证这些仪器的实际测量精度合格有效,并报监理工程师验证。

3.2  测量人员的配备
职称
人数
职责
测量工程师
1
主管工程首级平面控制网的设测、结构整体定位控制和把握、测量资料的管理。
专职测量员
12
主要负责施工全过程的测量技术工作,保障工程顺利有序施工。

3.3  测量时机的选择
序号
选择原则
1
设计所提供的每个施工节段的相应标高,一般是基于某种标准气温下的设计值,而大型结构往往跨季节、跨昼夜施工。温度变化,特别是日照温差的变化对于结构变形的影响是复杂的,将温差变化所引起的结构变形从实测变形值中分离出来相当困难。因此,应尽量选择温度变化小的时机进行测量,力求将温度、日照对施工控制的影响降低到最小限度。对一些大型结构温度影响的测试表明,在气候条件最不利的夏季,凌晨日出之前及太阳落山后的气温较均匀,且最接近季节平均气温,是测量的较好时机。目前,温度对大型结构控制的影响很难精确地描述。
2
在大型结构的施工控制中,温度影响可以分为两种:一种是昼夜温差的影响,另一种是季节温差的影响。无论是昼夜温差还是季节温差对桁架标高控制均有较大影响。
3
昼夜温差的影响一般在标高控制中多采用回避的做法,即对标高起控制作用的施工工序,均要求在温度较均匀的凌晨日出前进行。但遇连续高温的天气情况,由于凌晨的温度仍难均匀,温度的影响难以完全避免,在此情况下,宜采用标高的修正公式来减少日照温差的影响。
4
季节温差的影响,应设定一个标准温度,将施工过程中实际季节温差对结构的影响在施工控制计算中考虑。

3.4  测量方案的拟定
在进行本工程测量前,测量专组由测量工程师组织、所有测量人员参加,经过讨论拟定初步测量方案,指导后面具体测量工作的展开实施

4平面控制网的建立
4.1  平面控制网设计准备工作
序号
准   备  工  作   内   容
1
熟悉所有的设计图纸和设计资料
2
进行平面控制网设计工作之前,必须先了解建筑物的尺寸、工程结构内部特征和施工的要求
3
熟悉施工场地环境以及与相邻地物的相互关系等
4
收集施工坐标和测量坐标的系统换算数据

4.2  总包控制网的复核
根据业主提供的基准点和测量的坐标,根据施工现场平面图和东营市一级控制点的标高和坐标,对现存的基准点进行复测,验证基准点数据资料的准确性。
复测过程必须是与总包、监理三方共同进行,按国家一级导线测量的要求实施,测算出精度误差。水准基准点的复测,在业主提供的水准基准点上,按规范要求进行联测,精度达到国家一级水准要求。

4.3  平面控制网的布设

4.3.1  平面控制网的层级关系
层 级
内                   容
业主测设在用地范围内各红线界桩点
围绕整个屋盖部分设置的4个主控制点组成的多边形控制网

4.3.2  确定统一的平面坐标系统
由于钢结构设计图上所有关键点位坐标均为建筑坐标,坐标原点总包单位将给予提供,而在总平面图中,所有桩点坐标均为城市大地坐标,两坐标系存在一定的关联关系。

4.3.3  平面控制点的布设
根据本工程的特点,分别选择4个点作为主控制点。在这些点上架设仪器采用导线测设的方法观测边长和水平角,经平差计算,得到主控制点的精确坐标,测量采取往返观测,角度测量3测回测定,在方格网的基线上,再按轴线间距对各轴线进行复测。并可根据现场实际情况,加密方格网。
测控点布置图

4.4  平面控制网的施测及相关精度要求

4.4.1  平面控制网的施测精度要求
I级和Ⅱ级平面控制网按照一级导线的精度进行观测。当采用全站仪测距时,应注意仪器的指标设置和检测,采用仪器的等级及测回数应符合下表的精度规定:
控制网等级
仪器分级
总测回数
I级
I、Ⅱ精度
4
Ⅱ级
Ⅱ精度
2

4.4.2  平面控制网的具体施测办法
(1)I级和Ⅱ级控制网采用一级导线的精度要求施测,准确计算出导线成果,进行精度分析和控制点点位误差。
I级控制点的设置按规范要求做好测量标石标志,在选择好的点位上埋设。为了预防标石的沉降,标石的下部先浇灌混泥土,周围做好通向控制网点的道路和防护栏杆,并作好标志。为了保证测量精度,在标石埋设后一周内不得进行观测。

(2) 建筑主轴线的设置
首先在设计图纸上设计主点坐标数据,在I级或Ⅱ级控制点的基础上用极坐标法初步放样出主点位置,一条轴线上至少设置3个主点。然后把全站仪架设在建筑轴线中间主点上,观测3个主点的水平角,按控制基线定线要求,其夹角值控制在180°±24″为控制基线精度要求,如超出要求,则需调整主点位置。调整方法按建筑基线调整方法反复进行,直到3个主点的水平角满足180°±24″的范围要求。建筑物定位轴线允许偏离理论轴线量为L/20000,且不应大于3.0mm(L为定位轴线长)。
工程平面控制网的测设在收到开工通知后7天内完成,并将测设资料书面上报监理工程师审批。

4.5  工程测量定位特点和要求
序号
测量定位特点和要求
1
吊装单元地面拼装定位要求高,要严格焊前、焊后的测量检查制度。
2
了解施工顺序安排,从施工流水的划分、钢结构安装次序、施工进度计划,确定测量放线的先后次序、时间安排,制定详细的细部测量方案。
3
针对本工程的特点和要求,在施工测量工作的组织与管理上,要求测量人员在思想上明确测量对本工程施工中的重要性,在施工过程中,严格按以下要求开展工作:
(1)认真审核施工设计图纸,严格做到按图施测;
(2)了解测量仪器构造、原理,熟练掌握仪器性能,按仪器操作规程操作,做到仪器检校经常化,及时发现隐患,消除减小误差;严格落实测量工作的检查制度;
(3)根据工程的特点,合理采用测量方法与校测方法,运用高精度、高速度的施测能力,保障好工程的有序施工,使测量工作成为一道智能化施工手段。
 
5商程控制网的建立
 
5.1  高程控制网的布设
根据总包移交的水准基准点,建立水准基点组。各水准点点位要设在基坑开挖和地面受开挖影响而下沉的范围之外,水准点桩顶标高应略高于场地设计标高,桩底应低于冰冻层,以便长期保留。通常也可在平面控制网的桩顶钢板上,焊上一个小半球作为水准点之用。为了便于施工测量,整个场地内,东西或南北每相距50m左右要有水准点,并构成闭合图形,以便闭合校核。水准基点组可选6个水准点均匀地布置在施工现场四周,水准点采用同M8膨胀螺栓的钢筋打入混凝土作为标志。由水准基准点组成闭合路线,各点间的高程进行往返观测,闭合路线的闭合误差应小于±5mm(n为测站数)。
水准测量作业结束后,每条水准路线须以测段往返高差不符值计算每千米水准测量高差的偶然中误差MΔ和全中误差MW。 
高差偶然中误差MΔ= (mm)            
式中:Δ---水准路线测段往返高差不符值(mm)
  L----水准测段长度      
n-----往返测的水准路线测段数  
高差全中误差 MW=(mm)  
式中: W----闭合差
L----计算各W时,相应的路线长度(Km)
N----附合路线或闭合路线环的个数

5.2  测设方法
全站仪三角高程测设法
由于本工程结构标高落差较大,运用常规的水准测量可能达不到需要的精度要求和满足施工的需要,需要水准测量、三角高程测量两种测量方法相结合。两种方法虽然各有特色,但都存在着不足。水准测量是一种直接测高法,测定高差的精度是较高的,但水准测量受高度的限制,外业工作量大,施测速度较慢。三角高程测量是一种间接测高法,它不受地形起伏的限制,且施测速度较快。在工程测量中广泛应用。但精度较低,且每次测量都得量取仪器高,棱镜高。麻烦而且增加了误差来源。这次采用全站仪配合跟踪杆量高程的方法。这种方法既结合了水准测量的任一置站的特点,又减少了三角高程的误差来源,同时每次测量时还不必量取仪器高、棱镜高。使三角高程测量精度进一步提高,施测速度更快。

5.3  水准测量的精度要求
仪器要求
(1)对施工中所用到的水准仪必须经过相关检测部门的专业检测,并附有检测报告;
(2)水准测量仪器本身精度应根据等级要求满足下表的条件。
等级
望远镜放大倍率≤
水准管分划值≤
24~30
5″/2mm
20
25″/2mm
水准测量的施测要求:
序号
施测要求
1
等级的水准点观测应在水准点埋设两周后进行,观测应在呈像清晰、稳定的情况下进行;
2
水准视线长度Ⅲ等65m、Ⅳ等80m为宜;
3
测站前后视距差Ⅲ等≤2m、Ⅳ等≤4m;
4
两水准点间前后视距累计差Ⅲ等≤5m、Ⅳ等≤10m;
5
视线距地面高度Ⅲ等、Ⅳ等≥0.3m。

5.4  水准测量遵循原则
在进行水准测量时,为了减小误差,采取一定的措施减弱其影响,以提高测量成果的精度。同时避免在测量成果中存在错误,因此在进行水准测量时,应注意以下各点:
序号
遵循原则
1
观测前对所用仪器和工具,必须认真进行检验和校正;
2
在野外测量过程中,水准仪及水准尺应尽量安置在坚实的地面上。三脚架和尺垫要踩实,以防仪器和尺子下沉;前、后视距离应尽量相等,以消除视准轴不平行水准管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响;
3
前、后视距离不宜太长,一般不要超过100m。视线高度应使上、中、下三丝都能在水准尺上读数,以减少大气折光影响;
4
水准尺必须扶直不得倾斜。使用过程中,要经常检查和清除尺底泥土。塔尺衔接处要卡住,防止二、三节塔尺下滑;
5
完数后应再次检查气泡是否仍然吻合,否则应重读;
6
记录员要复诵读数,以便核对。记录要整洁、清楚端正。如果有错,不能用橡皮擦去而应在改正处划一横,在旁边注上改正后的数字;
7
在烈日下作业要撑伞遮住阳光避免气泡因受热不均而影响其稳定性。
 
6预埋件的测量定位
 
6.1  预埋件平面定位方式
(1)轴线定位法
在I、II级控制点的基础上,力求提高放样精度,采用精密量距和经纬仪测角两测回,放样出预埋件的纵横轴线和定位点TK1、TK2、TK3、TK4。在TK1 、TK3定位点架设经纬仪,分别用定位点TK2、TK4定向,使预埋件的中线与控制轴线重合,并用全站仪对点位进行坐标复测。
(2)全站仪坐标定位法
在设计图纸上根据各预埋件的结构中线确定YK1、YK2、YK3的位置,获得其坐标值,在预埋件上做出YK1、YK2、YK3的标志。用全站仪极坐标法线定位YK1点,确定预埋件的中点位置,再用同样的方法测定YK2、YK3的位置,控制预埋件的轴线方向。
以上两种定位法测设的预埋件轴线偏移量允许值为2.0mm。

6.2  预埋件的标高控制
对基础面的高程控制,采用水准仪常规高差测量,直接测得预埋件面的标高;对离水准基准点较远的测设,为了减少水准仪的传递误差和多次读数的偶然误差,采用全站仪三角高程测得预埋件的标高。预埋件的标高允许偏差为3.0mm。

7安装过程中的测量监控
 
7.1  大剧院穹顶安装测量监控
 

7.2  花瓣结构安装测量监控

7.3  花瓣结构安装测量监控
 
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