屋面系統(tǒng)及屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程施工測量控制方案

1、 施工組織設(shè)計 第八章 施工測量控制方案8.1 工程測量總體思路及主要內(nèi)容8.1.1 測量總體思路作為施工的依據(jù)，在施工過程中進(jìn)行的一系列測量工作，銜接和指導(dǎo)各工序的施工，它貫穿于整個鋼結(jié)構(gòu)施工過程，是鋼結(jié)構(gòu)施工的最關(guān)鍵技術(shù)工作之一。通過高精度的測量和校正使得鋼構(gòu)件安裝到設(shè)計位置上，滿足絕對精度的要求，因此測量控制是保證鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量以及工程進(jìn)度的關(guān)鍵工序。本工程鋼結(jié)構(gòu)測量分平面控制、高程控制、局部控制三部分，測量應(yīng)遵循“由整體到局部”的原則，其總體思路為：序號思路內(nèi)容1平面控制網(wǎng)的測放根據(jù)現(xiàn)場通視條件，先測設(shè)主控制軸線，然后在此基礎(chǔ)上加密軸線。2平面控制網(wǎng)的垂直引測用激光鉛直儀垂直引測已測設(shè)

2、好的軸線控制點；3高程傳遞采用塔尺豎向傳遞法進(jìn)行高程傳遞。4鋼結(jié)構(gòu)屋蓋采用坐標(biāo)法測量控制。8.1.2 測量的重點測量工作重點地面拼裝是影響本工程工期和質(zhì)量的主導(dǎo)工序，只要有一榀桁架因拼裝精度不合格造成局部返工，都將造成整體工期的滯后和拖延，因此，如何使測量工作更好地服務(wù)于地面拼裝工序，保證百分百的一次拼裝合格率，成為本工程施工測量工作的重點。測量工作重點鋼構(gòu)件的吊裝定位決定了整個結(jié)構(gòu)的安裝精度和施工質(zhì)量。因此，如何進(jìn)行吊裝定位也是本工程施工測量工作的重點。本工程中柔性體系及剛性體系的安裝連接為技術(shù)難點，也是工程重點，對桅桿、拉索、桁架之間節(jié)點位移的有效監(jiān)測將對結(jié)構(gòu)受力體系的順利形成，工程的按時

3、竣工起決定性作用。8.1.3 施工測量主要內(nèi)容序號內(nèi) 容1總包控制網(wǎng)復(fù)核、平面控制網(wǎng)的建立；2高程控制網(wǎng)的建立；3桁架地面拼裝測量、桁架吊裝測量；4鋼構(gòu)件高空定位測量；5桅桿拉索的安裝測量及監(jiān)測。8.1.4 測量依據(jù)測量依據(jù)指測量工作所執(zhí)行和參照的技術(shù)性規(guī)定，本工程按照以下條目開展測量工作(1)業(yè)主和設(shè)計所指定的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)(2) GB50026-93工程測量規(guī)范(3) GB12898-91國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范(4) JSB304建設(shè)工程竣工規(guī)劃驗收測量規(guī)范(建筑工程)(5) CH1002-95測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定8.1.5工程施工測量工作流程本工程測量工作的具體工作思路是在業(yè)主、總包方

4、的有關(guān)要求和測量專業(yè)規(guī)范的指導(dǎo)下開展工作，根據(jù)施工組織設(shè)計的要求，制定施工測量的科學(xué)、合理工作流程。在具體實施過程中，按照規(guī)范要求操作儀器和數(shù)據(jù)記錄、整理、計算。嚴(yán)格落實測量工作“認(rèn)真、細(xì)致、準(zhǔn)確、及時”的方針，做到“站站清、天天清”的工作作風(fēng)，使每一個測量數(shù)據(jù)都有據(jù)可循。根據(jù)施工組織設(shè)計制定工程施工測量方案對現(xiàn)場移交的點位復(fù)測平面控制網(wǎng)高程控制網(wǎng)測量儀器準(zhǔn)備測量人員準(zhǔn)備鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的測量定位支座平面控制定位高程的定位及傳遞大地控制點高程控制點各結(jié)構(gòu)預(yù)埋件桅桿拉索節(jié)點的測量桁架定位控制測量桁架下?lián)隙扔^測8.2測量控制準(zhǔn)備工作測量準(zhǔn)備工作是保證施工測量全過程順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，所以必須充分做好測量

5、前各項準(zhǔn)備工作。8.2.1測量器具的準(zhǔn)備本工程為大面積建筑，測量的精度直接影響到施工安裝質(zhì)量，而測量器具的精度質(zhì)量問題又直接影響著測量結(jié)果的好壞。為了保證測量質(zhì)量，特準(zhǔn)備了以下科學(xué)精密的測量儀器：序號名稱數(shù)量備注1經(jīng)緯儀2臺1、用于I、II級工程平面控制網(wǎng)的測設(shè)；構(gòu)件的拼裝及安裝定位；結(jié)構(gòu)變形檢測2、用于軸線測設(shè)、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝定位等2水準(zhǔn)儀2臺用于高程控制網(wǎng)的測設(shè)及標(biāo)高的測設(shè)抄平等3激光鉛垂儀1臺滿足建筑平面控制點垂直投測4塔尺4把結(jié)合水準(zhǔn)儀測設(shè)高程550m、30m、10m、5m鋼卷尺若干用于量距6對講機(jī)4組測量人員工作聯(lián)系9.2.2測量方案的擬定在進(jìn)行本工程測量前，測量專組由測量工程師組

6、織、所有測量人員參加，經(jīng)過討論擬定初步測量方案，指導(dǎo)后面具體測量工作的展開實施。8.3 平面控制網(wǎng)的建立8.3.1平面控制網(wǎng)設(shè)計準(zhǔn)備工作序號準(zhǔn)備工作內(nèi)容1 熟悉所有的設(shè)計圖紙和設(shè)計資料；2進(jìn)行平面控制網(wǎng)設(shè)計工作之前，必須先了解建筑物的尺寸、工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部特征和施工的要求。3 熟悉施工場地環(huán)境以及與相鄰地物的相互關(guān)系等。4 收集施工坐標(biāo)和測量坐標(biāo)的系統(tǒng)換算數(shù)據(jù)。8.3.2平面控制網(wǎng)的層級關(guān)系層 級內(nèi)容業(yè)主測設(shè)在用地范圍內(nèi)各紅線界樁點級控制網(wǎng)的加密，設(shè)置在主要建筑軸線旁建筑軸線網(wǎng)8.3.3總包控制網(wǎng)的復(fù)核根據(jù)業(yè)主提供的基準(zhǔn)點和測量的坐標(biāo)，根據(jù)施工現(xiàn)場平面圖和杭州市一級控制點的標(biāo)高和坐標(biāo)，對現(xiàn)存的基準(zhǔn)

7、點進(jìn)行復(fù)測，驗證基準(zhǔn)點數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確性。復(fù)測過程必須是與總包、監(jiān)理三方共同進(jìn)行，按國家四等導(dǎo)線測量的要求實施，測算出精度誤差。水準(zhǔn)基準(zhǔn)點的復(fù)測，在業(yè)主提供的水準(zhǔn)基準(zhǔn)點上，按規(guī)范要求進(jìn)行聯(lián)測，精度達(dá)到國家四等水準(zhǔn)要求。8.3.4平面控制網(wǎng)的布設(shè)1.確定統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖上所有關(guān)鍵點位坐標(biāo)均為建筑坐標(biāo)，而在總平面圖中，所有樁點坐標(biāo)均為城市大地坐標(biāo)，兩坐標(biāo)系存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系。2.平面控制點的布設(shè)（1）以運動場中心點為一點，分別往兩側(cè)75米間距做級控制網(wǎng)，設(shè)置5個級控制點；（2）在級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，為了滿足結(jié)構(gòu)的施工需要和方便，對級控制網(wǎng)進(jìn)行加密，由中心控制點向4邊各偏移50米，及在

8、最外側(cè)4邊每邊各加密2個控制點，共設(shè)置12個級控制點。 平面主控制點布置圖8.3.5平面控制網(wǎng)的施測及相關(guān)精度要求1.平面控制網(wǎng)的施測精度要求級和級平面控制網(wǎng)按照四等導(dǎo)線的精度進(jìn)行觀測。角度觀測采用方向觀測法，按照規(guī)范進(jìn)行儀器操做和記錄。2平面控制網(wǎng)的具體施測辦法（1）級和級控制網(wǎng)采用四等導(dǎo)線的精度要求施測，準(zhǔn)確計算出導(dǎo)線成果，進(jìn)行精度分析和控制點點位誤差。I級控制點的設(shè)置按規(guī)范要求做好測量標(biāo)石標(biāo)志，在選擇好的點位上埋設(shè)。為了預(yù)防標(biāo)石的沉降，標(biāo)石的下部先澆灌混泥土，周圍做好通向控制網(wǎng)點的道路和防護(hù)欄桿，并作好標(biāo)志。為了保證測量精度，在標(biāo)石埋設(shè)后一周內(nèi)不得進(jìn)行觀測。圖：控制點標(biāo)石 (2) 建筑主

9、軸線的設(shè)置首先在設(shè)計圖紙上設(shè)計主點坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在級或級控制點的基礎(chǔ)上用極坐標(biāo)法初步放樣出主點位置，一條軸線上至少設(shè)置3個主點。然后把經(jīng)緯儀架設(shè)在建筑軸線中間主點上，觀測3個主點的水平角，按控制基線定線要求，其夾角值控制在180°±24為控制基線精度要求，如超出要求，則需調(diào)整主點位置。調(diào)整方法按建筑基線調(diào)整方法反復(fù)進(jìn)行，直到3個主點的水平角滿足180°±24的范圍要求。建筑物定位軸線允許偏離理論軸線量為L/20000，且不應(yīng)大于3.0mm（L為定位軸線長）。工程平面控制網(wǎng)的測設(shè)在收到開工通知后7天內(nèi)完成，并將測設(shè)資料書面上報監(jiān)理工程師審批。8.4高程控制網(wǎng)的

10、建立8.4.1高程控制網(wǎng)的布設(shè)（1）首先對總包移交的現(xiàn)場水準(zhǔn)點進(jìn)行水準(zhǔn)復(fù)測。（按國家四等水準(zhǔn)測量要求）。（2）已知水準(zhǔn)點經(jīng)復(fù)測，精度滿足要求后，把平面級控制網(wǎng)的控制點高程引測，得到各控制點的三維坐標(biāo)。根據(jù)建筑工程特點需要，設(shè)置五個高程控制點，形成閉合線路控制網(wǎng)。為了便于施工測量，整個場地內(nèi)，在主控制點處同時設(shè)有水準(zhǔn)點，并構(gòu)成閉合圖形，以便閉合校核。水準(zhǔn)點采用同M8膨脹螺栓的鋼筋打入砼作為標(biāo)志。由水準(zhǔn)基準(zhǔn)點組成閉合路線，各點間的高程進(jìn)行往返觀測，閉合路線的閉合誤差應(yīng)小于±5 mm（n為測站數(shù)）。8.4.2 高程控制網(wǎng)施測的原則在進(jìn)行水準(zhǔn)測量時，為了減小誤差，采取一定的措施減弱其影響，以

11、提高測量成果的精度。同時避免在測量成果中存在錯誤，因此在進(jìn)行水準(zhǔn)測量時，應(yīng)注意以下各點：1在測量過程中，水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺應(yīng)盡量安置在堅實的地面上。三腳架和尺墊要踩實，以防儀器和尺子下沉；前、后視距離應(yīng)盡量相等，以消除視準(zhǔn)軸不平行水準(zhǔn)管軸的誤差和地球曲率與大氣折光的影響；2前、后視距離不宜太長，一般不要超過100m。視線高度應(yīng)使上、中、下三絲都能在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，以減少大氣折光影響；3水準(zhǔn)尺必須扶直不得傾斜。使用過程中，要經(jīng)常檢查和清除尺底泥土。塔尺銜接處要卡住，防止二、三節(jié)塔尺下滑；4讀完數(shù)后應(yīng)再次檢查氣泡是否仍然吻合，否則應(yīng)重讀；5記錄員要復(fù)誦讀數(shù)，以便核對。記錄要整潔、清楚端正。如果有錯，不能

12、用橡皮擦去而應(yīng)在改正處劃一橫，在旁邊注上改正后的數(shù)字；6在烈日下作業(yè)要撐傘遮住陽光避免氣泡因受熱不均而影響其穩(wěn)定性。8.4.4 高程控制網(wǎng)的具體施測根據(jù)總包單位提供的已知水準(zhǔn)點BM，采取常規(guī)水準(zhǔn)測量方法，由水準(zhǔn)基準(zhǔn)點組成閉合路線，各點間的高程進(jìn)行往返觀測，閉合路線的閉合誤差應(yīng)小于±5mm（n為測站數(shù)）。 水準(zhǔn)點樁頂標(biāo)高應(yīng)略高于場地設(shè)計標(biāo)高，樁底應(yīng)低于冰凍層，以便長期保留。也可在平面控制網(wǎng)的樁頂鋼板上，焊上一個小半球作為水準(zhǔn)點之用，或采用M8膨脹螺栓的鋼筋打入砼作為標(biāo)志。水準(zhǔn)測量作業(yè)結(jié)束后，每條水準(zhǔn)路線須以測段往返高差不符值計算每千米水準(zhǔn)測量高差的偶然中誤差M和全中誤差MW。高差偶然中

13、誤差：高差偶然中誤差計算公式：M= （mm）-水準(zhǔn)路線測段往返高差不符值（mm）L-水準(zhǔn)測段長度n-往返測的水準(zhǔn)路線測段數(shù)高差全中誤差計算公式：MW= （mm）W-閉合差L-計算各W時，相應(yīng)的路線長度（Km）N-附合路線或閉合路線環(huán)的個數(shù)8.5桁架地面拼裝測量控制本工程桁架為平面垂直桁架，以下將對桁架的拼裝做詳細(xì)的介紹：8.5.1 地面拼裝準(zhǔn)備1、儀器準(zhǔn)備2、人員準(zhǔn)備經(jīng)緯儀1臺水準(zhǔn)儀1臺大盤尺1把塔尺1把儀器觀測員1名立尺員1名記錄員1名8.5.2 地面拼裝測量1地面放樣根據(jù)桁架的幾何結(jié)構(gòu)及深化設(shè)計詳圖，利用經(jīng)緯儀在拼裝場地上放出桁架上下弦桿的地面投影控制線，將弦桿分段（拼接）點、腹桿與上、下

14、弦桿軸線交點作為控制特征點，在拼裝平臺內(nèi)放出各特征點的地面投影點，最后將設(shè)計三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成相對坐標(biāo)系，采用極坐標(biāo)法用經(jīng)緯儀檢查復(fù)核。2胎架測設(shè)利用經(jīng)緯儀在胎架設(shè)置點精確測定胎架位置，作出十字線。胎架搭設(shè)完畢后，用水準(zhǔn)儀校正胎架上部調(diào)節(jié)構(gòu)件頂面高度，確保同一水平構(gòu)件下部所有胎架頂平；并用水準(zhǔn)儀確定特征點胎架的標(biāo)高，根據(jù)理論數(shù)據(jù)對胎架進(jìn)行調(diào)整，使誤差在微調(diào)范圍內(nèi)。3桁架單元件就位使用鋼尺檢測單個待拼單元件的長度、端面的幾何尺寸，根據(jù)深化設(shè)計圖，將單元件吊上胎架按編號排放好，保證待拼構(gòu)件的位置準(zhǔn)確后臨時固定，吊線錘檢測桁架分段拼接點平面位置并調(diào)整。4散件就位補(bǔ)充之間散件，根據(jù)左右桁架分段的弦桿的點位

15、標(biāo)記進(jìn)行整體位置關(guān)系的測量并調(diào)整。5焊接固定構(gòu)件調(diào)整固定后，根據(jù)待拼件上的點位標(biāo)記及地面投影點，使用鋼尺、吊線錘等進(jìn)行檢測，用點焊固定并將檢測數(shù)據(jù)記錄保存，與設(shè)計圖紙比較分析，如構(gòu)件不符合要求，則進(jìn)行調(diào)整；若符合要求，則進(jìn)行焊接工序。 6焊后檢測焊接完成后，對桁架進(jìn)行全面檢測，將檢測數(shù)據(jù)記錄存檔，并與焊接前的檢測數(shù)據(jù)對照分析，確定其變形程度，分析變形原因，以便在下一個桁架拼裝中能夠盡可能減小拼裝誤差。8.5.3 地面拼裝控制項目及允許偏差根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50205-2001)的要求：構(gòu)件類型項目允許偏差(mm)檢驗方法桁架跨度最外兩端安裝空或兩端支承面最外側(cè)距離+5.0-1

16、0.0用鋼尺檢查接口截面錯位2.0用焊縫量規(guī)檢查拱度設(shè)計要求起拱±L /5000用拉線和鋼尺檢查設(shè)計未要求起拱L/2000L0節(jié)點處桿件軸線錯位4.0劃線后用鋼尺檢查管構(gòu)件預(yù)拼裝單元總長±5.0用鋼尺檢查預(yù)拼裝單元彎曲矢高L/1500,且不應(yīng)大于10.0用拉線和鋼尺檢查對口錯邊 L/10,且不應(yīng)大于3.0用焊縫量規(guī)檢坡口間隙+2.0-1.08.6桁架吊裝測量8.6.1吊裝測量準(zhǔn)備1、儀器準(zhǔn)備2、人員準(zhǔn)備經(jīng)緯儀1臺棱鏡2臺儀器觀測員3名8.6.2吊裝測量1桁架就位測量：利用經(jīng)緯儀將桁架定位點引至支撐平臺，并在支撐鋼板上劃十字中心線來控制桁架就位。2桁架標(biāo)高測量：在支撐架定位點

17、上放置千斤頂，開始吊裝桁架并就位，再利用經(jīng)緯儀，通過三角高程測量，后視水準(zhǔn)基點，將標(biāo)高傳送至支撐架頂部，利用千斤頂進(jìn)行微調(diào)。3桁架安裝復(fù)測：桁架直線度、標(biāo)高調(diào)校完畢后，利用纜風(fēng)繩將桁架固定，吊車脫鉤，然后再利用全戰(zhàn)儀進(jìn)行復(fù)測，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時解決。8.7應(yīng)力及變形測量與監(jiān)控8.7.1應(yīng)力監(jiān)測本工程整體受力體系由剛性及柔性體系構(gòu)成，由于結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，為更好的安裝施工，選取精度較高光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)來監(jiān)測桅桿等構(gòu)件的應(yīng)力。1光纖光柵傳感系統(tǒng)應(yīng)用方案光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)一般由光纖光柵傳感器、光纖光柵信號解調(diào)儀、光開關(guān)或光合波器、光纖跳線、光纖適配器、傳輸光纜、系統(tǒng)軟件等部分組成，其中光纖光柵傳感器（傳感探頭

18、）、光纖光柵信號解調(diào)儀、光開關(guān)（合波器）與系統(tǒng)軟件（包括與用戶相關(guān)數(shù)據(jù)庫/系統(tǒng)的通訊接口）是核心部分。2布拉格光纖光柵()傳感器簡介布拉格光纖光柵()傳感器的基本原理是在一根光纖的內(nèi)表面刻出一個光柵，當(dāng)該光柵所在的區(qū)域發(fā)生應(yīng)變時，就會引起光柵的調(diào)制周期發(fā)生變化。通過該光柵反射的光所產(chǎn)生的衍射條紋也會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生光柵信號的波長變化，通過監(jiān)測波長變化情況可以確定光柵所在微小區(qū)域內(nèi)的應(yīng)變值。當(dāng)要進(jìn)行分布式連續(xù)測試時，在同一條光纖中分布多個不同周期的光柵傳感器。通過不同傳感器反射光的波長值，與待測結(jié)構(gòu)傳感器所在的各測量點相對應(yīng)，分別感受待測結(jié)構(gòu)沿線分布各點的應(yīng)力應(yīng)變。這里所說的分布式只是指在結(jié)構(gòu)

19、關(guān)鍵部位布設(shè)傳感器的點的應(yīng)變可以測量，并不是光纖沿線每個點都可以測量。光纖光柵傳感器標(biāo)定試驗本工程采用的光纖是單模光纖，通過FC/PC法蘭接頭連接。解調(diào)設(shè)備波長測量范圍 15251565nm，波長分辨率1pm，采樣頻率50Hz。有液晶顯示屏可以直接進(jìn)行讀數(shù)，或者通過10M以太網(wǎng)與筆記本電腦連接進(jìn)行讀數(shù)。根據(jù)分析，解調(diào)波長的變化值和應(yīng)變的關(guān)系為： （1）其中K為與材料有關(guān)的常量，大小為0.8左右，和分別是波長以及波長的變化量。在常用波長范圍內(nèi)，每單位微應(yīng)變引起的波長變化基本為1.16pm左右。標(biāo)定時在一批傳感器中選擇一個進(jìn)行檢查。將光纖光柵傳感器通過底座焊接于胎架各個節(jié)點上，在相應(yīng)的位置粘貼高精

20、度電阻應(yīng)變片，在施工時進(jìn)行實測試驗，試驗結(jié)果為波長與應(yīng)力關(guān)系圖。3光纖光柵布設(shè)工藝工程施工監(jiān)控中最重要的內(nèi)容是連接部位的應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測。如果應(yīng)變測量不準(zhǔn)，與理論值不符，說明采用的施工方案不能有效地形成結(jié)構(gòu)的傳力機(jī)制，會留下很大的安全隱患。在監(jiān)控工程中，可以選擇傳統(tǒng)的振弦式應(yīng)變計和光纖光柵傳感器對同一部位相同位置的應(yīng)變進(jìn)行同時監(jiān)測，以確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確。 在監(jiān)測時，選擇了胎架標(biāo)準(zhǔn)件與標(biāo)準(zhǔn)件連接部位布設(shè)置光纖光柵傳感器，并在同一位置安裝了振弦式的應(yīng)變傳感器，布置方式見圖1。如果工程施工周期長，為有效剔除溫度變化對測量數(shù)據(jù)的影響，可以在每個監(jiān)測點都布置了溫度補(bǔ)償傳感器。這個傳感器不與受力部位相連，只是

21、測量溫度變化對于監(jiān)測點應(yīng)變的影響，測量時扣除這部分溫度影響的應(yīng)變就是結(jié)構(gòu)實際受力引起的應(yīng)變的大小。圖1 監(jiān)測系統(tǒng)布置圖在布設(shè)光纖光柵傳感器時，首先要對安裝部位進(jìn)行打磨拋光，使表面平整光滑。然后用氬弧焊機(jī)將傳感器的底座焊接于結(jié)構(gòu)表面。當(dāng)測試完成后擰開底座上的螺絲，取下光纖光柵傳感器，可以重復(fù)使用。光纖接頭部位通過法蘭連接。因為光纖有鎧裝保護(hù)，所以普通的踐踏并不影響使用，要注意的就是不能被強(qiáng)烈地拉扯。8.7.2拉索及桅桿應(yīng)力監(jiān)測拉索的內(nèi)力監(jiān)控采用FRP-OFBG筋式光纖光柵智能拉索，其基本原理為將減敏FRPOFBG智能復(fù)合筋布設(shè)到平行鋼絲或鋼絞線拉索，然后利用錨固FRP筋的兩端，在索力作用下，智能筋與平行鋼絲的協(xié)同變形，光纖光柵傳感器感知拉索應(yīng)力，從而得到索力，并可以直接進(jìn)行損傷分析，具有量程大、整體成本低、系統(tǒng)集成