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| 钢结构安装校正测量工艺 | |||||
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前 言  表2 建筑平面控制网主要技术指标  注：其中n为测站数 将首层布设的控制点，运用徕卡天顶仪依次投测所需施工楼层并用激光接收板接收。慢慢旋转铅直仪（ 0°， 90°，180°，270°，360°）便在接收板上得到一个激光圆，圆心即为该控制点的接收点。激光点的直径应小于1mm，激光圆的直径应小于3mm。对接收点组成的控制网进行角度、距离闭合测量；经计算机平差计算，满足表1的精度要求后，即作为该楼层的平面控制网；并以次作为本楼层细部放线的依据。 1.2 高程的竖向传递 首先，对监理公司提供的施工现场的标高基准点与城市水准点进行联测，然后用N3水准仪按照国家二等水准测量规范要求，在首层核心筒墙面上合理引测四个标高基准点。  图1 高程的竖向传递 如图1所示，用两台水准仪配合50mm钢尺，通过式（1）进行计算，把首层标高基准点传递到各施工楼层，并对其进行闭合检查，闭合差小于2mm时即作为本楼层标高测量的基准。 b′=HO+a′-a+b （1） b′--S2水准仪的视线高； HO --首层标高基准点高程； a′--S2水准仪在50 mm钢尺上读数； a --S1水准仪在50 mm钢尺上读数； b --S1水准仪的视线高与HO的高差。 总包方的沉降观测资料显示，高层栋与核心筒的沉降步调不相一致，这是由于本工程施工过程中，核心筒一直高过高层栋6～8层所造成的。为了保证钢柱与核心筒相接的大梁两端水平度，结合沉降资料的规律，在核心筒连接板安装过程中，我们通过把连接的标高抬高3mm，来确保同层楼面的标高相一致；达到了令人满意的效果。 2 全站仪实时钢柱校正测绘系统的应用 经典的经纬仪+钢尺测量法，是目前钢结构测量校正所采用的普遍方法；其原理简单、直观，容易被大多数人所接受，但细部放线工作较多，工作量较大，对现场的通视条件要求较高，不仅耗费大量的人力、物力，而且效率较低。在高新技术日益发展的今天，全站仪和计算机得到了广泛的应用，运用接口技术使二者相连，建立一套完整的全站仪实时测绘系统，对钢柱进行测量校正是我们一直在探索的新课题。从本工程进入标准层（39层）施工阶段开始，我们就完全脱离了传统的校正测量方法，而是采用新技术、新设备，运用该系统软件实时有效地对钢柱进行安装校正测量，取得了较为理想的效果。下面将着重介绍该系统的开发和应用情况。 2.1 基本原理 根据该工程的特点和平面图的具体情况，以轴线为基准建立一个施工测量坐标系；计算各柱中心和控制点在该坐标下的理论坐标，运用极坐标原理对钢柱进行测量校正。 2.2 硬件构成 1） 数据采集器为Sokkia Set2B全站仪； 2） Sokkia RS30N型反贴片； 3） 处理器采用586便携机； 4） 全站仪操作平台。 2.3 RS30N反光贴片常数测定 用Set2B全站仪和与其配套的棱镜精确测量一般距离S，然后移开棱镜，使反光贴片的竖丝对准棱镜对中点进行测量，测得距离为b′，调整全站仪的棱镜常数，直至S＇=S。经过多次试验，最终确定反光贴片的常数为2。 2.4 外业数据采集及现场纠偏 为了给钢柱测量校正创造有利条件，也为了该系统的有效实施，我们专门设计并加工了全站仪操作平台，运用膨胀螺栓使其固定在该节柱顶层的核心筒墙面上，并且安装在控制点的正上方。运用激光铅直仪把控制点投测到操作平台上，并且使全站仪对中该接受点。架好全站仪，后视另一控制点，瞄准反光贴片（贴片竖丝对准柱顶中心且贴片面朝向全站仪），运用极坐标原理测得斜距、水平夹角和竖直角，该数据自动传输给便携机，利用建立的数学模型自动计算并输出柱中心的实测坐标（X，Y）以及实测值与理论值之差值；现场据此数据进行纠偏，指挥校正，直至满足精度要求。 每节柱焊接后均要进行一次柱中心点位偏差测量，按上面同样的测量方法得到各柱焊接后坐标文件。 2.5 内业数据处理 利用便携机中的柱中心理论坐标文件，校正后实测坐标文件，焊接后坐标实测数据，可以进行柱点位偏差平面图和立面图的绘制。 2.6 利弊分析 全站仪实时测绘系统大大减少了外业工作时间，提高了工作效率，而且可以同时进行多根柱子的测量校正，减轻了测量人员的劳动强度，提高了测量精度，节省了测量人员的投入；但需要投入全站仪、计算机等先进设备，对测量人员的素质要求也较高。 3 本工程测量的特点 3.1 专业夹具的加工和使用 结合本工程的结构特点和测量要求，我们设计加工了独具特色的测量专业卡具。在压型钢板上作业，因压型钢板不够稳定，不能在上面直接架设仪器。为此我们现场量取主梁上相邻栓钉的间距，专门设计并加工了钢梁夹具，取代经纬仪三脚架，解决了压型钢板不能架仪器的难题；在核心筒C8，C9，C10柱校正过程中，我们首先把轴线投测到各柱的外牛腿上，然后把仪器架设到自己设计并加工的牛腿夹具上，进行钢柱测量校正以及外牛腿的凹进凸出测量；为了精确测量核心筒埋件，结合外爬架的具体情况，我们还专门设计并加工了埋件夹具。这些专业夹具的良好应用，有效的保证了测量作业，大大提高了工作效率，得到监理公司、总包方的一致好评（专业夹具如图2）。    3.2核心筒埋件测量 核心筒预埋件的凹进凸出测量是本工程的一大特色，因为要根据此项测量成果进行连接板尺寸加工，从而保证外围钢柱的正确就位，因此对预埋件测量精度提出了特殊的要求。测量人员根据现场情况，首先把轴线投测到核心筒外墙皮上，然后把自己设计的埋件夹具夹到外爬架上，运用经纬采用正倒镜后视法，对埋件 凹凸进行测量，一般测量埋件的上、中、下三点。采用这种测量方法保证了连接板的凹凸 测量精度（±３mm），从而减少了钢结构校正的时间，大大提高了外围钢结构安装效率和精度，保证了钢柱的正确就位。 3.3倾斜部钢柱的校正 从第九节开始到第１２节，各节均有不同数量的倾斜钢柱吊装，而且各柱的倾角也不一致，测量校正也就成了钢结构安装过程重中之重的工作。倾斜钢测量校正时很难选择测量基准点，测量人员经仔细研究，最终决定选牛腿上某一特定点作为测量校正的基准点。然后在相应楼层平面上测设出改点在该楼层平面上的投影点，从而进行钢柱的测量校正工作。实践证明我们的想法是正确的，并得到了有关专家和监理公司的认可和赞赏。倾斜钢柱安装难度较大、问题较多，但为了保证足够的安装精度，我们分粗校和精校两次对钢柱进行校正；为了保证各钢柱的倾斜度，我们提议在各层大梁间增设了临时支柱，通过精确测定各层大梁标高来调解临时支柱，从而调解钢柱的倾斜度使之满足精度要求。 3.3测量方案的编制 在工程施工过程中，对于难度较大、技术性的测量工作，我们都预选编制最佳测量方案，报川崎制铁、熊谷组、监理公司审批，得到他们的认可后方具体实施。整修工程共编制了如下的测量方案： １） 测量控制方案； ２） 控制网布点方案； ３） １－８节柱测量校正方案； ４） 倾斜钢柱测量校正方案； ５） ３８－５３层钢柱校正方案； (6)核心筒预埋测量方案； ７）圆弧部分压型钢板边模放线方案。 这些测量方案详细阐明了各自的测量方法和精度要求，并在工程过程中等到了有效的实施和完善，对以后类似工程有一定的借鉴作用。 ４、钢结构安装误差 表１列出规范要求和本工种采用的钢结构安装误差的限差。 高层钢结构施工过程中影响垂直的因素主要有： １） 工厂加工误差； ２） 现场安装误差； ３） 测量校正误差，焊接对安装的影响。 测量误差主要受以下因素的影响： １） 控制点布设误差，控制点投点误差； ２） 细部放线误差； ３） 外界条件影响； ４） 仪器对中、后视误差； ５） 摆尺误差； ６） 读数误差。  5 本工程测量流程与质量保证体系 质量保证体系如图4。 15mm，标高偏差10mm，充分满足 本工程的测量流程如图3。 竣工资料显示：钢柱最大轴线偏差了规范规定的限差要求。 |
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