北京某超高層綜合樓鋼結(jié)構(gòu)測量施工技術(shù)

北京某超高層綜合樓鋼結(jié)構(gòu)測量施工技術(shù)**中心三期工程主塔樓高330m，是目前北京建筑高度最高的單體鋼結(jié)構(gòu)建筑。施工中通過建立控制軸網(wǎng)和高程控制網(wǎng)以及控制外框鋼柱斜率等措施，很好地滿足了現(xiàn)場施工的需要，并為超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量技術(shù)的發(fā)展提供了可借鑒的經(jīng)驗。**中心三期A階段工程位于北京市**街，是一座集超五星級酒店、高檔寫字樓、國際精品商場、電影院、宴會廳、地下停車場為一體的多功能現(xiàn)代化智能建筑。主樓高330m，地下3層，地上74層，主樓建筑面積2O萬m2，總用鋼量約5萬t，為目前北京最高的單位鋼結(jié)構(gòu)建筑(封面照片)。與國貿(mào)一期、二期工程共同構(gòu)成110萬m2的建筑群。成為全球最大的國際貿(mào)易中心。本工程為超高層重鋼結(jié)構(gòu)建筑。主塔樓外框筒自下而上分三次斜率逐漸向核心筒內(nèi)收斂，至ROOF外框簡鋼柱內(nèi)收達11．3m之多，因此，主塔樓外框鋼柱的斜率精度保證為本工程的測量控制的重點。由于施工過程中外框簡滯后核心簡，并且結(jié)構(gòu)自重大，所以鋼構(gòu)件的自身壓縮和不均勻沉降成為本工程測量控制的難點。外框筒與核心筒分別在28—29、54—56層設(shè)置兩道伸臂桁架，與平面鋼梁共同保證結(jié)構(gòu)的整體剛度。本工程鋼柱截面復(fù)雜，有H形、箱形、多個H形和箱形共同組成的異行截面，核心簡鋼柱最大截面為3710mm×2550mm，制作難度大、誤差大。其制作誤差直接影響鋼結(jié)構(gòu)校正精度。l測量難點及對策(1)在施工過程中建立一個穩(wěn)定、精確的測量控制網(wǎng)是本工程測量的重點，也是保證建筑質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全必不可少的手段。本工程為全鋼結(jié)構(gòu)，柔性大，結(jié)構(gòu)受自振、風(fēng)荷載、日照、溫差等影響較大。M44OD、M760D兩臺自爬式動臂塔吊直接附著在核心筒結(jié)構(gòu)上，隨核心簡不斷向上頂升，其吊裝過程中的動荷載通過塔吊支撐梁直接傳遞到核心簡柱身，致使核心筒上部結(jié)構(gòu)在吊裝過程中不停地輕微震動，因此施工過程中測量控制網(wǎng)向上引測難度大，平面控制網(wǎng)基準(zhǔn)點的垂直引測精度尤難保正。為克服環(huán)境因素和特殊結(jié)構(gòu)的影響，通過選擇合適的天氣、時間以及避免自爬式塔吊吊裝時間，采用高精度垂準(zhǔn)儀進行軸網(wǎng)控制點多次投測，盡量減少環(huán)境影響及投測誤差。(2)外框筒滯后核心筒、土建滯后鋼結(jié)構(gòu)，測量控制網(wǎng)的銜接尤為重要。施工過程中統(tǒng)一使用Ⅱ級建筑物控制網(wǎng)，測量精度指標(biāo)嚴(yán)格控制在測量規(guī)范限差之內(nèi)，外框筒與核心簡軸網(wǎng)聯(lián)測，土建軸線網(wǎng)與鋼結(jié)構(gòu)軸線網(wǎng)聯(lián)測，做到交圈閉合。由于核心簡高于外框筒施工，并且核心筒與外框筒自重并不相等，因此核心筒與外框簡沉降步調(diào)并不一致，施工中通過不斷監(jiān)測并結(jié)合模擬驗算和沉降資料，總結(jié)沉降規(guī)律，進行標(biāo)高預(yù)調(diào)，來確保同層樓面的標(biāo)高相一致。(3)隨著樓層不斷增高，外框簡分三次斜率不斷向核心簡收斂，而且隨著腰桁架轉(zhuǎn)換層的出現(xiàn)，隨之而來的是幾套軸系之間的相互轉(zhuǎn)換，因此施工中必須仔細審圖，結(jié)合外柱傾斜值科學(xué)解算，保證軸系之間轉(zhuǎn)換精度。(4)本工程共有四道腰桁架并在機電層設(shè)有伸臂桁架，腰桁架作為軸線轉(zhuǎn)換層必須保證其焊后精度，因此，要對桁架的垂直度、標(biāo)高、側(cè)向彎曲以及撓度進行校正，使其達到設(shè)計規(guī)范要求才能進行螺栓安裝和焊接工作。伸臂桁架連接外框與核心筒，提高結(jié)構(gòu)剛度和整體穩(wěn)定性，增加結(jié)構(gòu)抗震性能，但由于施工過程中外框與核心筒沉降步調(diào)并不相等，因此必須定期監(jiān)測，保證核心筒與外框筒相對穩(wěn)定后才能進行伸臂桁架焊接。(5)斜柱的測控采用經(jīng)緯儀雙向交匯校正及全站儀實時跟蹤測量系統(tǒng)。依據(jù)鋼柱的斜率及軸線控制網(wǎng)圖，解析出監(jiān)測點的坐標(biāo)及與軸線的平面尺寸關(guān)系，采用經(jīng)緯儀觀測各個監(jiān)測點的坐標(biāo)，特殊情況下采用全站儀觀測監(jiān)測點的坐標(biāo)，與理論坐標(biāo)值進行比較，得到糾偏值。2主要關(guān)鍵技術(shù)2．1控制軸網(wǎng)的建立本工程平面控制軸線共分為三級控制：首級控制為北京市測繪院測設(shè)于本工程外圍不受沉降影響的7個高級點；次級控制為按本工程建筑坐標(biāo)與大地坐標(biāo)的關(guān)系方程式，在首級控制的基礎(chǔ)上換算出的主控軸線點，三級控制為在主控軸線點的基礎(chǔ)上，根據(jù)主控軸線與建筑軸線的位置關(guān)系加密出各建筑軸線。2．2軸網(wǎng)豎向傳遞主塔樓軸線網(wǎng)采用內(nèi)控法，結(jié)合建筑物的平面特點，本工程主塔樓設(shè)置4個主內(nèi)控點，宴會廳設(shè)置8個內(nèi)控點，商場設(shè)置8個內(nèi)控點，作為該工程的測量內(nèi)控點(圖2)。偽主樓在首層共魔設(shè)蒸置悟4炮個主內(nèi)控點。櫻由于施工過程鋒中結(jié)構(gòu)不停加五載，結(jié)構(gòu)處于私相對不穩(wěn)定狀險態(tài)，所以一次坐投測過高會產(chǎn)詳生過大誤差。磚為提高測量精灑度，采用內(nèi)控抗基準(zhǔn)點軸網(wǎng)垂擾直轉(zhuǎn)移的方法怠進行測量，平閃面軸線的豎向個傳遞及精度保廈證為本工程測童量工作的難點貝。根據(jù)鉛直儀五的投測精度，米采取每隔士120m陜設(shè)置一道基準(zhǔn)周點軸線網(wǎng)．所蜓以主塔樓基準(zhǔn)標(biāo)點軸線網(wǎng)分別成設(shè)置在首層寺、炭I_2滾8緒層偷、毒L5惹6捷層，并在此三坊層以內(nèi)控基準(zhǔn)椅點為基礎(chǔ)分別棗設(shè)牽置爐8賺個輔助內(nèi)控點知，且每兩周進私行一次內(nèi)控基愿準(zhǔn)點校核，以耐保證空間基準(zhǔn)圾軸網(wǎng)閉合精度豈。針對本工程興的具體情況，壯為提高測量精嚇度，減少各種脖不利因素的影污響，本工程采辭用高精春度脊(述1慘／麻200000嗎)牲瑞士徠宴卡昨Z槳L絹激光鉛直儀進命行軸網(wǎng)豎向傳壤遞。項在內(nèi)控點的投翻測過程中，為艱消除同心圓誤錦差，同方向旋栽轉(zhuǎn)激光準(zhǔn)直折器罵0譯。興、赤9泰0°掃、刑180摟°嬌、疼270乖°煌，激光點在投閉影面上留下圓亂形旋轉(zhuǎn)軌跡，科移動接收靶使軋其中心與旋轉(zhuǎn)抱軌跡圓心同心梯，通過接收靶風(fēng)上的刻劃線使計全圓等分并取窄其中點作為控裝制點的垂影點降。潤在每層軸線控叼制點傳遞到作向業(yè)層后，額用枯T煤2亭經(jīng)緯儀對樓層盆的控制軸線進兇行加密，由于輪此建筑逐漸向箭內(nèi)收斂，因此券采用分階段加鄙密不同的控制犬軸線。加密方垃法為正倒鏡分奇中法、多測回慈修正法。慶2.崗3肥高程控制網(wǎng)傳微遞奮2朽．贊3森．社1洗建立高程控制泥網(wǎng)聚考慮到基礎(chǔ)沉壓降和建筑物壓表縮變形實時監(jiān)取測的需要，在麻建筑物外圍布拐置了一條閉合倉水準(zhǔn)路線，該傾路線共由三個右基準(zhǔn)點組成，承作為全部水準(zhǔn)殊測量的基準(zhǔn)。醫(yī)經(jīng)閉合并與標(biāo)倆高基準(zhǔn)點往返督聯(lián)測得出標(biāo)高藍基準(zhǔn)點組的標(biāo)摧高，以此作為緊高程控制的基脊準(zhǔn)苗(返圖兆3鑰)挑。歷2筐．骨3低．粒2仇基坑高程基準(zhǔn)警點引測蛙向基坑內(nèi)引測助高程時，采用磚懸吊鋼尺困法榜(構(gòu)圖謀4害)豈。首先聯(lián)測高飾程控制網(wǎng)點，惑經(jīng)聯(lián)測確認無芬誤后，以控制告網(wǎng)點為依據(jù)，佳采懲用班DS吹3述水準(zhǔn)儀以中絲絨讀數(shù)法往基坑群測設(shè)附合水準(zhǔn)值路線，將高程刪引測到基坑施慈工面上，并做呀好標(biāo)識。勸其中，鋼尺下靠段懸蔽掛謎1Ok跑g療重錘，以保證餃鋼尺的垂直度姿。作業(yè)時為了衡減少擺動，選膝擇無風(fēng)天氣，晃并將重錘放入徐阻尼液桶中。糞用鋼尺與水準(zhǔn)鳥塔尺聯(lián)合測量出傳遞標(biāo)高時，佩變換鋼尺懸吊破位置，進行重聲復(fù)測量，以便色校核。計算時逝對鋼尺尺長及驢溫度進行改正尤：棒2.塑3嗎．胞3±申O腿．暈00芝0群以上高程引測賞上部高程傳遞份采用全站儀天凈頂測距法。標(biāo)遷高基準(zhǔn)線布設(shè)但在核心筒柱側(cè)挑立面，為減少器鋼尺分段傳遞五累計誤差、以仿及風(fēng)力對鋼尺藏豎向量距的影套響，標(biāo)高的豎速向傳遞采用全映站儀天頂測距涂的方法結(jié)合特棉殊尺墊完成。膜尺墊由全站儀周棱鏡和支撐棱看鏡及可調(diào)節(jié)平撞整度的鋼竄板月(買中心開洞并刻僻畫十字碌線獅)茄組成。支撐棱逝鏡的鋼板采用挖三角形狀便于泊通過螺栓調(diào)節(jié)潮其平整度，控竄制平整度的螺苦栓焊接在鋼板躍底巷面脊(腔圖李5堆)池。關(guān)標(biāo)高豎向傳遞俯流漿程勢(北圖蘋6但)拌及原理如下：迎標(biāo)高傳遞點設(shè)放在首層軸線控眼制點處，通過毯預(yù)留毅孔食(嫌200m雪m覽×棒200mm擱)臺垂直向上傳遞剃。塘(2息)琴將望遠鏡指向悠天慧頂癥(逐屏幕數(shù)值顯出示胸0°塔)罵，將尺墊放置粱需傳遞標(biāo)高的雙第層預(yù)留孔處畢，并使尺墊上蒸刻畫的十字線鼻與該樓層軸線繼相交十字線吻姿合，該樓層測證量人妖員用水準(zhǔn)儀及良其配套設(shè)施測副定尺墊的三個疏角點使之水平頂，將棱鏡倒扣非在尺墊中心留醉孔處，操作全訴站儀測距，得壺到距面離菠d栗i恒。涂(3粘)互在慰第穴i巾層安置水準(zhǔn)儀德，將一把水準(zhǔn)羞尺立在尺墊上乒。設(shè)其讀數(shù)暴為炕a醬i抹，然后將水準(zhǔn)旦尺豎立在總第翻i混層揭+1000認2閑．綁4重鋼結(jié)構(gòu)焊接收砌縮和壓縮作用歲下的高程控制帶本工程鋼柱的隆標(biāo)高控制主要段體現(xiàn)在控制各覺節(jié)柱的柱頂標(biāo)斗高，由于鋼柱婆的焊接收縮、湊壓縮變形及鋼泊材的線形變形真等因素的綜合后影響，隨樓層斷施工高度的不叨斷增高，柱頂叛實際標(biāo)高值與撐設(shè)計標(biāo)高的差混值會越來越大纏，因此柱頂設(shè)膝計標(biāo)高不能作己為標(biāo)高的控制野標(biāo)準(zhǔn)。施工經(jīng)熄驗證明，鋼板研厚度大于壇50mm岸時，梁一柱焊延接收縮一般為稱2mm未，柱一柱焊接約收縮一般為圓3mm徒。經(jīng)設(shè)計計算上，主塔樓鋼結(jié)臭構(gòu)自重壓縮值賭為憤94mm淘，按重量分布訓(xùn)在族2懂7犧節(jié)鋼柱中。因曬此，為保證結(jié)翻構(gòu)完成狀態(tài)實局際標(biāo)高與設(shè)計駱標(biāo)高相符，我美們采取將焊接裕收縮和結(jié)構(gòu)壓殼縮值反映到工綁廠，加長柱身留，以補償現(xiàn)場千焊接收縮和結(jié)寬構(gòu)自重壓縮。霜經(jīng)過現(xiàn)場監(jiān)測賢，采取加工預(yù)示調(diào)的方法是可脾行的。轟2擋．豐5抗外框鋼柱斜率恒控制柱對于超高層傾暗斜鋼結(jié)構(gòu)建筑貢，施工過程中孟結(jié)構(gòu)在自重和柄附加彎矩的共雙同作用下變形驚的變化異常復(fù)墳雜，因此本工份程外框柱斜率鷹控制成為測量允工作的難點。料在外框鋼柱測桐量校正過程中泛，我們采用經(jīng)圖緯儀雙向交會包校正玩法品(玉圖趣7撈)賠，并用全站儀斗實時跟蹤監(jiān)測岸。削由于在施工過拔程中，上部鋼沉結(jié)構(gòu)對下部已堪完成結(jié)構(gòu)不停奏加載。使得已意完成結(jié)構(gòu)的最是終狀態(tài)可能超樹出設(shè)計位形，圖尤其是對于傾驅(qū)斜結(jié)構(gòu)的精度谷更是難以控制接。在施工中通驗過不斷地用全此站儀對外框斜蝴柱觀測點的坐尖標(biāo)觀測，并與萌理論坐標(biāo)進行誤比較。在一系倚列的觀測和數(shù)損據(jù)比較過程中掠總結(jié)出有效控籠制斜柱精度的鍛手段，采用對續(xù)斜柱進行反變罷形施工預(yù)調(diào)，扇以補償結(jié)構(gòu)在石施工過程中的勺變形。蠢鋼柱校正完成胖后，斜率和軸靜線校正正確的乒情況下，如不揪考慮焊接收縮貧和焊接順序的氧影響時，往往位產(chǎn)生較大的變叉形，因此，施陸工中必須考慮餃焊接應(yīng)力對于尤外框勺柱斜率的影響恩。正常情況下浙鋼柱對稱焊接沖所造成的柱頂娃位移一般小于路3mm盲，所鄙以柔H奮型鋼柱焊接過決程中采用雙面蟲同時對稱焊接蠅，盡量減少焊蹈接應(yīng)力對鋼柱鎮(zhèn)斜率的影響。園2錢．盼6寒溫度、日照對克鋼結(jié)構(gòu)垂直度齊偏差影響與預(yù)惱控西高層鋼結(jié)構(gòu)建笨筑對溫度很敏剩感，日照、季療節(jié)溫差等產(chǎn)生岔的溫度變化會閘使各種構(gòu)件在跌安裝過程中不勉斷變動外形尺鄭寸，因此，必梅須采取能夠調(diào)速整這種偏差的臉技術(shù)措施。都由于太陽光的楚照射，鋼柱會憶向背光的一側(cè)岔發(fā)生附加的傾研斜位移，如果顆鋼柱處于自由碑狀態(tài)下，四周研不受約束，這勤時可考慮按如笛下理