畢業(yè)設計---鋼結構安裝測量技術

1、<p><b>　　鋼結構安裝測量技術</b></p><p>　　學生姓名： 學號： </p><p>　　指導教師： 職稱： 高級測量工 </p><p>　　專 業(yè)： 工 程 測 量

2、 技 術（0904） </p><p>　　系（部）： 測 繪 工 程 系 </p><p><b>　　鋼結構安裝測量技術</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著建筑業(yè)的發(fā)展以及建筑技術水平的提高，高層和超高層

3、鋼結構建筑工程越來越多。在鋼結構工程安裝中，測量是一項專業(yè)性極強且非常重要的工作。測量精度的高低直接影響到工程質(zhì)量的好壞，是衡量鋼結構工程質(zhì)量的一項重要指標。本設計的主題為：鋼結構安裝測量，結合實際鋼結構工程，從控制測量和安裝測量兩方面進行探討；也闡述了經(jīng)緯儀和全站儀在工程中的運用。</p><p>　　關鍵詞：鋼結構；控制測量；安裝測量</p><p><b>　　目錄<

4、/b></p><p><b>　　第一章 緒論4</b></p><p>　　第二章 高層鋼結構測量5</p><p>　　2.1 主要任務5</p><p>　　2.2 鋼結構測量定位5</p><p>　　2.1.1測量重點及難點5</p><p>

5、;　　2.1.2針對性方案簡述6</p><p>　　2.1.3標準和依據(jù)6</p><p>　　2.1.4原則和要求6</p><p>　　2.3 測量定位工藝流程7</p><p>　　2.4 測量儀器選用8</p><p>　　2.5 測量人員配備9</p><p>　　2

6、.6 平面控制網(wǎng)的建立9</p><p>　　2.7 高程控制網(wǎng)的建立11</p><p>　　2.8 控制網(wǎng)的豎向傳遞11</p><p>　　2.9 鋼結構安裝測量14</p><p>　　2.10 測量控制措施18</p><p>　　第三章 大跨度空間鋼結構精密工程測量20</p>

7、;<p>　　3.1 大跨度鋼結構測量的一般技術特征20</p><p>　　3.2精密三維控制網(wǎng)測量20</p><p>　　3.3鋼結構坐標檢測技術22</p><p>　　3.3.1“切線投影法”坐標檢測22</p><p>　　3.3.2“切線平分法”坐標檢測24</p><p>　　第

8、四章 大型鋼結構安裝測量26</p><p>　　4.1.地面拼裝測量26</p><p>　　4.2空中吊裝測量28</p><p><b>　　技術總結29</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　參考文獻

9、31</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　鋼結構是環(huán)保住宅，鋼結構符合“可持續(xù)發(fā)展概念”——21世紀鋼結構將占領廣闊的建筑市場。在我國目前大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化的時代背景下，鋼結構體系必將成為住宅結構體系的主流。展望未來，隨著經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展和交流的進一步擴大，要建造更多的高層建筑、橋梁和大型公共場所、新型的智能化

10、小區(qū)等，建筑物的需求十分旺盛。這將為鋼結構的發(fā)展提高更多的機會，現(xiàn)在我國鋼結構研究已進入一個新階段，有關規(guī)范和標準也出臺，國內(nèi)鋼產(chǎn)量充足，為鋼結構住宅的發(fā)展提高了較好的物質(zhì)和技術基礎。相信我國鋼結構住宅的發(fā)展前景是美好的。鋼結構產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)展的新局面就在眼前 。我國30多年的改革開放和經(jīng)濟發(fā)展，已經(jīng)為鋼結構體系的應用創(chuàng)造極為有利的發(fā)展環(huán)境。</p><p>　　然而在鋼結構工程中，鋼結構測量方法與精度至關重要，直接

11、影響到鋼結構施工質(zhì)量和結構安全。在鋼結構工程安裝過程中，測量是一項專業(yè)性較強又非常重要的工作，測量精度的高低直接影響到工程質(zhì)量的好壞，測量效率的高低直接影響到工程進度的快慢，測量工序的繁瑣程度又直接影響操作工人的安全性，因此安裝測量技術水平的高低是衡量鋼結構工程施工水平的一項重要指標。</p><p>　　第二章 高層鋼結構測量</p><p><b>　　2.1 主要任務&l

12、t;/b></p><p>　　盡管高層鋼結構的形式有所差異，但是高層建筑鋼結構安裝測量校正技術是相通的，任務主要有下面三項：a.建立一個精度高、牢固可靠的測量控制網(wǎng)，此控制網(wǎng)是以后所有測量工作的依據(jù)；b.平面及高程控制點的豎向傳遞，傳遞精度的高低是整個鋼結構安裝測量工作的關鍵；c.樓層平面放線及鋼柱安裝校正測量，準確快速地為校正工作提供測量數(shù)據(jù)，是整個鋼結構安裝測量工作的主要任務，工作量大，也是保證

13、鋼結構安裝施工進度的前提。</p><p>　　2.2 鋼結構測量定位</p><p>　　為了既保證施工進度又滿足鋼結構安裝精度，因此測量方法必須進行優(yōu)化，且技術先進、測量操作方法簡單可靠。整個工程的鋼結構測量采用分級布網(wǎng)、逐級控制的原則進行，對觀測結果進行平差，并保證工程的質(zhì)量和進度。</p><p>　　2.1.1測量重點及難點</p><

14、;p>　　(1) 鋼結構工程整體精度要求較高，尤其在鋼結構施工部分要求十分嚴格，不但要重視其空間絕對位置，更需要精確控制各施工環(huán)節(jié)的相對精度。</p><p>　　(2) 作為高層鋼結構，分段分節(jié)較多，測量前必須充分考慮鋼柱焊接收縮、安裝偏差、結構變形、環(huán)境溫度的變化及日照對安裝精度的影響，并需妥善處理。</p><p>　　(3) 作為高層鋼結構，高空架設儀器及棱鏡困難，且穩(wěn)定性差

15、，需設計和制作適用于該工程測量的輔助裝置和設施，以滿足測量操作及精度控制的需要。</p><p>　　(4) 需在充分考慮構件工廠制作誤差、工藝檢驗數(shù)據(jù)、測量及安裝誤差、各類變形數(shù)據(jù)(如日照、溫度、沉降、焊接等)的基礎上制訂鋼結構安裝控制方案，并根據(jù)施工中實時反饋的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整和制訂階段性控制方案</p><p>　　2.1.2針對性方案簡述</p><p&g

16、t;　　(1) 根據(jù)工程特點，結合以往高層鋼結構安裝成熟經(jīng)驗，采用高精度全站儀建立平面控制基準網(wǎng)并采用激光準直儀和全站儀進行平面控制基準的豎向傳遞；采用電子水準儀建立高程控制基準網(wǎng)并采用全站儀測天頂距法進行高程控制基準的豎向傳遞，以及用電子水準儀進行校核。</p><p>　　(2) 對累積誤差的處理，采用在每一節(jié)鋼柱安裝時在柱連接縫處進行調(diào)整的辦法，逐節(jié)消除，防止因累積量過大一次性消除對結構產(chǎn)生影響。對測量數(shù)據(jù)

17、，應在設計值的基礎上加上預變形值后使用，并根據(jù)施工同步監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整預變形值。</p><p>　　(3) 由于環(huán)境溫度變化及日照影響使測量定位十分困難，在精確定位時必須監(jiān)測結構溫度的分布規(guī)律，規(guī)避日照效應，并通過計算機模擬計算結構變形及調(diào)整。</p><p>　　2.1.3標準和依據(jù)</p><p>　　(1)《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205-2

18、001)；</p><p>　　(2)《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-98)；</p><p>　　(3)《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)；</p><p>　　(4)《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ/T8-2007)；</p><p>　　(5)《國家一、二等水準測量規(guī)范》(GB12897-2006)；</p>

19、;<p>　　(6)《精密工程測量規(guī)范》(GB/T15314－94)；</p><p>　　(7) 業(yè)主提供的有關測量資料和實物, 工程圖紙及其它相關技術文件。</p><p>　　2.1.4原則和要求</p><p>　　(1) 在測量控制過程中應著重控制各環(huán)節(jié)的安裝誤差，即注重中間過程的控制，當各個施工過程控制精度均在誤差要求范圍內(nèi)并通過驗收時，才

20、能保證結構整體安裝的最終精度。</p><p>　　(2) 為確保安裝過程及最終結果的控制精度，在測量工作中應注意：選擇合適的控制點確保通視；充分考慮安裝過程中的結構位移加強復測；陽光照射及溫度變化對結構的影響，在控制測量過程中必須考慮消除。</p><p>　　(3) 針對工程特點，施工中將配置先進、精密的測量儀器及相應的數(shù)據(jù)處理軟件，借鑒國內(nèi)外最新測量控制科研成果及以往高層鋼結構安裝的

21、經(jīng)驗，結合施工中建筑物的變形監(jiān)測信息，采用科學合理的測量方法，確定最佳的測量時間段。</p><p>　　2.3 測量定位工藝流程</p><p>　　鋼結構測量定位工藝流程見下圖。</p><p>　　2.4 測量儀器選用</p><p>　　為保證工程的鋼結構測量精度，在測量控制基準網(wǎng)建立和豎向傳遞時，主要使用高精度自動導向全站儀和電

22、子水準儀進行，輔以其他測量設備作為校核和輔助引測。</p><p>　　(1) 擬對工程配備的主要測量儀器見下表。</p><p>　　表2.1主要儀器設備</p><p>　　(2) 所有的測量儀器必須按適當精度采用，以保證工程的質(zhì)量；儀器均應按規(guī)定在年檢有效期內(nèi)使用。為保證工程質(zhì)量，主要電子儀器在到達現(xiàn)場后，應按儀器內(nèi)置程序進行自檢及階段自檢以保證儀器始終處于良

23、好狀態(tài)。</p><p>　　2.5 測量人員配備</p><p>　　工程配備的測量人員，必須具有類似高層鋼結構工程的施工經(jīng)驗，且經(jīng)過良好的培訓能使用各種類型的先進儀器，才能勝任工程的測量工作要求，具體人員配備見下表。</p><p>　　表2.2鋼結構安裝測量人員配備及分工</p><p>　　2.6 平面控制網(wǎng)的建立</p>

24、;<p>　　(1) 平面控制網(wǎng)的布設原則</p><p>　　因為建筑物高，測量精度受風振、日照的影響大。平面控制網(wǎng)進行平面測量控制基準點的豎向傳遞轉(zhuǎn)換，這樣可以減少投測高度過高的影響，保證控制測量的精度。地上部分平面控制基準點的豎向傳遞儀器擬采用高精度激光準直儀。在傳遞時，利用制作的激光捕捉輔助工具，可以提高點位捕捉的精度，減少分階段引測誤差積累，尤其在夜間作業(yè)更好，具體流程見下表。</p

25、><p>　　表2.3平面控制點接收流程表</p><p>　　(2) 地下部分平面控制網(wǎng)的布設</p><p>　　地下室施工前，根據(jù)業(yè)主提供的測量控制基準點的坐標及設計圖紙?zhí)峁┑慕ㄖ镒鴺?，?jīng)換算后運用高精度全站儀，按照《工程測量規(guī)范》所規(guī)定控制網(wǎng)的要求，在基坑邊穩(wěn)定位置布設地下部分鋼結構安裝平面控制網(wǎng)。</p><p>　　(3) 地上部分

26、平面控制網(wǎng)的布設</p><p>　　在地下室施工完成后，依據(jù)基坑邊布設的平面控制網(wǎng)，運用全站儀，按照《工程測量規(guī)范》中所規(guī)定的控制網(wǎng)的精度要求，在1層樓面布設地上部分平面控制基準網(wǎng)，即內(nèi)控網(wǎng)。</p><p>　　對內(nèi)控點組成的閉合導線進行角度和距離的測量，并且將閉合導線與布設在基坑周圍穩(wěn)定位置處平面控制網(wǎng)中的控制點進行聯(lián)測。通過內(nèi)業(yè)計算平差，得到內(nèi)控點的坐標。把內(nèi)控點計算的坐標值與理論

27、的坐標值比較后進行改化，并檢測角度和邊長。當角度和邊長的偏差值滿足規(guī)范要求后，內(nèi)控點才能作為地上部分首層鋼結構測量和控制點豎向傳遞的基準點。</p><p>　　(4) 在平面控制點預埋鋼板上做好“十”字線標記，且需要對布設的平面控制點加以保護，示意見下圖。</p><p>　　2.7 高程控制網(wǎng)的建立</p><p>　　首級高程控制點應設在不受施工情況影響的場

28、外，并加以保護。以精密電子水準儀檢測首級高程控制網(wǎng)，用閉合水準的方式將高程控制點引入場內(nèi)，并設定固定點作為高程點。場內(nèi)地面高程點經(jīng)復核無誤后，在塔樓施工時分別引測到各個層面上，每個層面引測4～6個標高控制點，控制點應引測到穩(wěn)固的構件上，在每一層上對引測點校核，誤差應在精度要求范圍內(nèi)。高程引測時可使用水準儀以水準路線引測，高程基準網(wǎng)的傳遞以懸掛鋼尺或全站儀測天頂距法進行，并相互校核。</p><p>　　2.8

29、控制網(wǎng)的豎向傳遞</p><p>　　(1) 平面控制網(wǎng)的豎向傳遞</p><p>　　根據(jù)本工程的特點，平面控制網(wǎng)的豎向傳遞擬采用內(nèi)控法，投點儀器選用激光準直儀。樓板施工時，在控制點的正上方開設20cm×20cm方形孔洞（見下圖）。先在需要傳遞控制網(wǎng)的樓面水平固定好激光靶，然后在控制點上架設激光準直儀，經(jīng)嚴密對中、整平之后，從0°、120°、360°

30、;三個角度分別向光靶投點(見下圖)，取三點對角線的交點作為平面控制點的傳遞點。投測的平面控制網(wǎng)必須進行角度和距離檢測，并進行經(jīng)典自由網(wǎng)平差，對平差的結果進行投測點的歸化改正。</p><p>　　圖2.3穿過樓層做法示意 圖2.4 測量平臺進行激光點位接收示意</p><p>　　(2) 高程控制網(wǎng)的豎向傳遞</p><p>　　1) 本工程擬

31、采用全站儀來進行高程控制網(wǎng)的豎向傳遞。即以引測到鋼柱側(cè)面上的標高控制點的高程為基準，在首層平面控制點預留孔洞正下方架設好全站儀，精確測定儀器高，轉(zhuǎn)動全站儀進行豎向垂直測距，通過計算整理求得反射片的高程；然后用精密水準儀按《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）中所規(guī)定的二等水準測量的要求把反射片的高程傳遞到核心筒外壁或者已經(jīng)固定好的鋼柱側(cè)面上，見下圖：</p><p>　　圖2.6 高程控制網(wǎng)傳遞示意&l

32、t;/p><p>　　2) 高程控制網(wǎng)的傳遞點不得少于4個，傳遞的控制點組成閉合水準網(wǎng)，并對其進行二等水準測量復核，經(jīng)過平差改正，作為作為地上部分鋼結構安裝的高程控制依據(jù)。另外，高程控制網(wǎng)的豎向傳遞不得從下層樓直接丈量上來，避免累積誤差。</p><p>　　2.9 鋼結構安裝測量</p><p>　　(1) 柱腳的定位測量</p><p>　　

33、鋼柱柱腳定位測量關系到后續(xù)鋼柱和鋼梁的安裝，其定位的好壞是以后測量工作能否順利進行的先決條件。根據(jù)鋼柱的分布特點，采用“十”字放樣法，確定出“十”字的四個點，并由該四點確定鋼柱柱腳的中心線。即按照圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù)，計算出鋼柱柱腳中心線的“十”字四點坐標。以基坑邊布設的平面控制網(wǎng)作為測量依據(jù)，采用全站儀極坐標法放樣出這些鋼柱柱腳中心線控制點，根據(jù)高程控制點和中心線控制點再進行鋼柱柱腳的安裝。</p><p>　　(2

34、) 鋼柱安裝測量</p><p>　　鋼柱的安裝主要包括鋼柱吊裝就位和鋼柱校正測量，這是鋼結構安裝過程中的重要環(huán)節(jié)，直接關系到整個建筑的施工質(zhì)量。</p><p>　　鋼柱的安裝測量主要指鋼柱的校正測量，鋼柱的校正測量由鋼柱的標高、扭轉(zhuǎn)和垂直度校正測量三部分組成，主要利用塔吊、鋼楔、墊板、撬棍及千斤頂?shù)裙ぞ摺?</p>&

35、lt;p>　　1) 鋼柱安裝前的準備工作</p><p>　　運用全站儀以“十”字放樣法，將第一節(jié)鋼柱的定位軸線在混凝土表面上放樣出，第二節(jié)以上鋼柱的定位軸線在其下面已經(jīng)固定好的鋼柱柱頂上放樣出，標識要做到柱身上。</p><p>　　每節(jié)鋼柱必須按實際情況作好安裝測量標識，主要包括鋼柱柱身各面上下的安裝標識線和標高控制線，以此作為鋼柱校正測量的依據(jù)，標識制作要求必須色澤明顯、位置統(tǒng)

36、一、大小相同或相近、同一類型標識符號必須一致、邊緣必須整齊美觀，制作精度必須滿足現(xiàn)場施工要求。</p><p>　　2) 首節(jié)鋼柱的校正測量</p><p>　　首節(jié)鋼柱在吊裝就位后，應按先調(diào)整鋼柱標高，再調(diào)整鋼柱扭轉(zhuǎn)，最后調(diào)整鋼柱垂直度的順序進行校正測量。</p><p><b>　　標高校正</b></p><p>

37、　　鋼柱在吊裝就位之前，用水準測量的方法已經(jīng)將預埋螺栓上調(diào)平螺母的標高調(diào)整到了設計標高處；待鋼柱吊裝就位后，用水準測量的方法復核鋼柱柱身上的標高控制線，通過調(diào)整鋼柱柱底板下面的調(diào)平螺母使鋼柱至少三個面的標高控制線達到設計要求即可。</p><p><b>　　扭轉(zhuǎn)校正</b></p><p>　　鋼柱的扭轉(zhuǎn)是在制造與安裝過程中產(chǎn)生的，即鋼柱在安裝過程中，由于制造上的誤

38、差，造成鋼柱上下兩端型心中心不在同一條線上，影響了鋼柱的安裝質(zhì)量，要校正到規(guī)定范圍內(nèi)。可以采取將經(jīng)緯儀架設在鋼柱的定位軸線上，以定位軸線為基準線，把鋼柱柱頂?shù)陌惭b標識調(diào)整到與定位軸線重合，望遠鏡再向下照準柱底安裝標識，通過量取鋼柱柱底安裝標識與定位軸線的距離測得。鋼柱扭轉(zhuǎn)校正測量時，使該距離調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi)即可。</p><p><b>　　垂直度校正</b></p><

39、p>　　鋼柱的垂直度校正可以用磁性線墜或者經(jīng)緯儀來完成。如果通過吊磁性線墜的方法來校正，就需要將磁性線墜吊在鋼柱柱頂各面的安裝標識上，通過在柱底量取線墜到柱身的距離，調(diào)整鋼柱，使鋼柱的垂直度校正到規(guī)定范圍內(nèi)；若是采用經(jīng)緯儀（見下圖），則需要在柱身相互垂直的兩個方向上架設經(jīng)緯儀（或者架設在偏離角度不大于15º的范圍內(nèi)），用望遠鏡照準鋼柱柱頂處的安裝標識，把望遠鏡向下照準柱底的安裝標識，并在柱底安裝標識上放置鋼板尺，在望遠鏡

40、中觀察柱頂安裝標識投影下來后與柱底安裝標識的距離，調(diào)整鋼柱，使鋼柱的垂直度校正到規(guī)定范圍內(nèi)，垂直度偏差值應不大于H/1000且≤10mm ，H為柱高。</p><p>　　鋼柱垂直度校正測量示意</p><p>　　圖2.7鋼柱校正示意圖</p><p>　　3) 首節(jié)以上鋼柱的校正測量</p><p>　　首節(jié)以上鋼柱校正測量順序也是按先調(diào)

41、標高，再調(diào)扭轉(zhuǎn)，最后調(diào)垂直度來進行。</p><p>　　首節(jié)以上的鋼柱采取相對標高進行安裝，鋼柱標高的校正是通過量取下一節(jié)鋼柱柱底標高控制線與上一節(jié)鋼柱柱頂標高控制線的距離是否滿足設計值來進行的。</p><p><b>　　扭轉(zhuǎn)校正</b></p><p>　　通過將下一節(jié)鋼柱的定位軸線在上一節(jié)已經(jīng)固定好的鋼柱柱頂上放樣出后，可以量取上一節(jié)

42、鋼柱各個面與定位軸線的偏差值。利用該偏差值可以求得鋼柱在X與Y方向上的扭轉(zhuǎn)值。如果在X方向上，鋼柱北面的偏差值為a，南面的偏差值為b。則鋼柱在X方向上的扭轉(zhuǎn)值為（a-b）/2；同理，鋼柱在Y方向上的扭轉(zhuǎn)值為（c-d）/2，見下圖，記錄上一節(jié)鋼柱的扭轉(zhuǎn)值與方向，在下一節(jié)鋼柱進行扭轉(zhuǎn)校正時，以柱底的安裝標識為基準，將下一節(jié)鋼柱向相反方向扭轉(zhuǎn)予以調(diào)整，但一次不得大于3mm，若扭轉(zhuǎn)值過大，超過了3mm應分幾次調(diào)整，不允許一次到位。</p&

43、gt;<p>　　圖2.8 鋼柱扭轉(zhuǎn)分析示意</p><p>　　此外，根據(jù)現(xiàn)場的實際施工狀況，也可以結合全站儀測量鋼柱柱頂坐標來校正，使鋼柱柱頂?shù)陌惭b標識線調(diào)整至定位軸線上。</p><p><b>　　垂直度校正</b></p><p>　　在滿足單節(jié)柱垂直度的前提下，將鋼柱與定位軸線的偏差校正至零。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，單節(jié)柱垂直

44、度允許偏差為H/1000且不超過10mm，H為柱高。若上節(jié)柱偏離定位軸線值較大，也應分次校正以避免單節(jié)柱垂直度超標。鋼柱校正后的測量數(shù)據(jù)應在鋼柱的自由狀態(tài)下測得，即夾緊上下柱的連接板，解除千斤頂?shù)刃Ｕぞ?，未安裝鋼梁時的狀態(tài)。只有自由狀態(tài)下測得的數(shù)據(jù)才是有效的。</p><p><b>　　垂直度監(jiān)測</b></p><p>　　在鋼梁就位后高強螺栓安裝的過程中，鋼柱

45、的垂直度將會發(fā)生變化，因此要用儀器對相鄰鋼柱進行監(jiān)測。若鋼柱的單節(jié)柱垂直度以及偏離定位軸線的數(shù)值都不超出規(guī)范要求，則做好記錄，不再調(diào)整。若超出規(guī)范要求，則要分析原因，再做調(diào)整。在鋼柱垂直度的監(jiān)測過程中，要考慮到梁柱接頭的焊接造成垂直度偏差變化的趨勢。一般一個梁頭焊接后造成1-2mm的收縮量，因此要預測到在鋼梁安裝時，鋼柱垂直度雖沒有超標，但焊后可能因焊接收縮而超標，提前預留焊接收縮值。</p><p>　　(3)

46、 鋼梁安裝測量</p><p>　　鋼梁安裝測量主要是水平度校正?？捎盟疁蕛x測量出同一根鋼梁不同位置處的標高，然后計算得出鋼梁的水平度。若水平度超標，則原因應該是耳板位置或螺栓孔位置有偏差，需要針對不同情況割除耳板重焊或填平螺栓孔重新制孔。</p><p>　　(4) 結構中間驗收</p><p>　　每個安裝節(jié)所有構件節(jié)點高強螺栓安裝完畢且焊接工作完成后應進行安裝

47、精度復測并組織中間驗收。</p><p>　　2.10 測量控制措施</p><p>　　(1) 嚴格按規(guī)范要求操作并認真執(zhí)行監(jiān)理工程師要求的各項測量技術及驗收程序。</p><p>　　(2) 為防止視線過長，目標模糊，晃動等影響，當土建施工到一定高度時，基準控制點向上轉(zhuǎn)置，嚴禁逐層傳遞。</p><p>　　(3) 每一道測量工序完成后

48、必須按三級驗收制度執(zhí)行，自檢后方可上報監(jiān)理工程師復驗，合格確認后方可進入下道工序施工。</p><p>　　(4) 班組施測前，做好技術交底工作，責任工程師對整理的測量成果必須進行會審，并做好記錄及施工日志。</p><p>　　(5) 鋼柱垂直度監(jiān)控時，儀器應盡可能架在軸線上，如果做不到，也可稍架偏，但最大偏差角應控制在15°以內(nèi)。</p><p>　　

49、(6) 平面控制主軸線投放應在每一節(jié)的鋼梁形成框架后進行，嚴禁交叉投點。</p><p>　　(7) 測量放線前后，及時對測量儀器進行檢驗，確保儀器在可知度狀態(tài)下運行。</p><p>　　(8) 工程中距離丈量所使用的鋼尺及全站儀，其尺長必須以同一把鋼尺作為比較，一般是以制造廠提供的標準鋼尺為準。</p><p>　　(9) 外框架一個節(jié)點安裝完成后，需機對整體安

50、裝情況進行較核，且每隔一定階段需要與核心筒的相比較。</p><p>　　第三章 大跨度空間鋼結構精密工程測量</p><p>　　3.1 大跨度鋼結構測量的一般技術特征</p><p>　　內(nèi)容復雜多樣：如南通市體育會展中心包括主拱鋼結構三維坐標檢測、主拱鋼結構變形監(jiān)測、軌道梁三維坐標檢測；園博園溫室涉及了鋼構件的地面拼裝測量、吊裝監(jiān)控測量和安裝后的坐標監(jiān)測，各

51、項任務均需要因地制宜采取合適的測量技術方案。</p><p>　　測量精度要求高、技術難度大：地面控制測量、鋼結構測量的點位中誤差等精度指標一般為毫米級；鋼結構測量目標多為鋼結構中心，無法直接測量，需采用“過渡”方式測量。</p><p>　　測量工期緊：施工項目多為政府標志性工程，其工期往往緊迫。而鋼結構施工單位為了減少施工人員窩工現(xiàn)象，常要求測繪人員在短期內(nèi)超常規(guī)完成測量任務。測量方案

52、設計、方案試驗、測量和施工幾乎同步“套作”進行。</p><p>　　測量環(huán)境惡劣：由于鋼結構形式復雜，高空作業(yè)危險，施工期間腳手架林立，塵土飛揚，通視條件不好，且易造成控制點破壞，以上諸因素造成現(xiàn)場觀測條件很差。</p><p>　　3.2精密三維控制網(wǎng)測量</p><p>　　為滿足高精度的鋼結構測量必須首先建立精密三維控制網(wǎng)，三維控制網(wǎng)的預設精度根據(jù)鋼結構測量

53、精度要求進行估算，一般為0.4M左右（M為控制網(wǎng)誤差和鋼結構測量引起的點位總誤差）。</p><p>　　平面控制網(wǎng)布設主要原則：</p><p>　　平面控制網(wǎng)根據(jù)需要一般分兩級布網(wǎng)，首級網(wǎng)以三角形和大地四邊形為主建立邊角網(wǎng)，次級網(wǎng)在首級網(wǎng)基礎上插點或插網(wǎng)加密；</p><p>　　平面控制網(wǎng)多以土建控制點為起算點，因其精度難以滿足毫米級的鋼結構測量需要，必須根據(jù)

54、檢測邊長對起算點坐標進行必要的修正而布設獨立控制網(wǎng)；</p><p>　　在盡量保證網(wǎng)形結構強度的前提下，控制點因地制宜地選擇在地面穩(wěn)定、便于保存和易于觀測的地方；</p><p>　　控制網(wǎng)的點位初步確定后，應進行控制網(wǎng)精度的模擬估算，通過對邊角數(shù)、測回數(shù)增刪等手段，使控制網(wǎng)各點滿足預設點位精度。</p><p>　　圖3.1 南通市體育會展中心體育場首級控制網(wǎng)&

55、lt;/p><p>　　平面控制測量必須有效減弱對中誤差的影響，采用強制歸心裝置為最佳選擇。場地限制或時間不允許時，選用對中性能良好的全站儀和覘標牌觀測，或采取在控制點上直接設置標志（如棱鏡片）等措施。</p><p>　　為有效減小大氣折光，通常選擇不同時段取平均值或陰天氣候減弱折光差對測角影響，測距應進行棱鏡常數(shù)、溫度和氣壓的改正。</p><p>　　高程控制網(wǎng)一

56、般與平面網(wǎng)點重合（或部分點重合）布設，以土建高程點為起算點，構成結點水準網(wǎng)或附合水準路線，按二等或一等水準觀測要求測量。</p><p>　　當兩高程控制點間落差過大時，以及在對高空鋼結構進行高程測量過程中，我們廣泛采用 “全站儀水準”方式進行鋼結構高程測量，能有效消除儀器高、棱鏡高量取帶來的厘米級誤差，作業(yè)方法簡介如下：</p><p>　　在需傳遞高程的兩點（A、B）中間位置架設全站儀

57、，后視點A設置觀測標志（為短棱鏡桿或棱鏡片，高度為I）；</p><p>　　全站儀后視A測量斜距S1和垂直角A1，則全站儀中心（O）高程為Ho＝Ha＋I－S1×SinA1；</p><p>　　將觀測標志從A點移到B點安置，全站儀前視測量斜距S2和垂直角A2，則B點高程為：Hb＝H0＋S2×SinA2－I；</p><p>　　綜合（2）、（3

58、）后，B點高程簡化為：Hb＝Ha－S1×SinA1＋S2×SinA2；</p><p>　　為提高精度和檢核需要，我們采用后視觀測兩個高程點，獲取兩組高程后取中數(shù)的方法。經(jīng)大量數(shù)據(jù)比較驗證，高程測量中誤差≤±2mm（視距在200m以內(nèi)）。</p><p>　　3.3鋼結構坐標檢測技術</p><p>　　鋼結構測量一般要求觀測圓柱中心、

59、圓球中心或節(jié)點（即多個鋼構件交點）的三維坐標，必須根據(jù)鋼結構的幾何、重力等特性將測量點“引出”到鋼結構表面等可測區(qū)域形成若干過渡點，觀測過渡點坐標后，再參照鋼構件的幾何尺寸（如半徑、截面中心距等）推算出測量點的三維坐標。</p><p>　　由于鋼結構觀測多為高空目標，為避免高空設置觀測標志帶來人身安全隱患，因此采用免棱鏡全站儀、不設觀測標志的“非接觸式”測量技術方案成為首選。結合南通市體育會展中心鋼結構測量項目

60、，介紹兩種非接觸式測量方案如下。</p><p>　　3.3.1“切線投影法”坐標檢測</p><p>　　以南通市體育會展中心的體育場主拱三維坐標檢測項目為例，如圖2所示：體育場東西向共6根主拱，每根分為3條弦，其中2條上弦與活動屋蓋系統(tǒng)連接，最高處達50m。根據(jù)要求對12根上弦中心（約100個焊接節(jié)點附近）進行坐標檢測，其中：平面觀測精度要求≤±5mm，高程觀測精度要求≤&#

61、177;3mm。</p><p>　　為完成該任務，我們先后研究并討論分析了懸掛垂球法、法截面設標觀測法、加工套管法 、鉛垂截面觀測法、細部點擬合法、激光掃描儀法、視準軸法截面運動觀測法等多種方案，均因有操作不便、危險性大、成本高、精度不夠、計算復雜等原因放棄，最后選用獨創(chuàng)的“切線投影法”，其測量原理如下：</p><p>　　采用精密全站儀和彎管目鏡在地面上垂直投影弦管任意處南北兩側(cè)切點

62、（經(jīng)試驗其投影精度為1～2mm），兩切點地面投影點連線中點即為弦管中心地面投影點；</p><p>　　直接在地面上兩臺儀器“按雙極坐標方式”觀測弦管中心投影點平面坐標（即兩臺全站儀架設在兩個控制點上，按極坐標方法同步觀測，獲取觀測目標的兩組坐標，檢核后取坐標中數(shù)）；</p><p>　　在弦管中心投影點上安置免棱鏡精密全站儀垂直向上直接測量弦管下方端點高程h1，在主拱設計電子圖上直接量取

63、該點截面上（截面為近似橢圓形）至弦管中心的距離h2，則h1+h2即為弦管中心高程。</p><p>　　我們對體育場主拱所有切線投影點的兩組坐標成果較差（共計396組）進行了精度統(tǒng)計分析：平面觀測中誤差和高程觀測中誤差分別為±2.51mm和±1.15mm。即便考慮全站儀的對中誤差、切線投影差及儀器豎向測高差等影響，亦能完全滿足主拱三維坐標檢測的精度要求。</p><p>

64、;　　切線投影法由于其作業(yè)方法簡單、設站靈活，采用“非接觸”的測量方式避免了高空作業(yè)危險，可以廣泛應用于各類高空鋼結構坐標檢測和變形監(jiān)測。</p><p>　　3.3.2“切線平分法”坐標檢測</p><p>　　南通市體育會展中心的體育會展館鋼結構桁架中心軸線間距為9米的網(wǎng)架，如圖4所示：網(wǎng)架結構分上下兩層，上下弦鋼結構節(jié)點安裝位置的準確性對飄逸頂蓬的美觀和安全有很大的影響。</p

65、><p>　　圖3.4南通體育會展中心體育會展館鋼結構施工場景照片及桁架結構圖 </p><p>　　在體育會展館節(jié)點坐標檢測過程中，主要采取了另一種“非接觸式”測量三維坐標的方法－“切線平分法”，共計測量1164點，達到所測節(jié)點三維坐標點位精度≤ ±1.5cm的要求。其測量方法如下：</p><p>　　在體育會展館網(wǎng)狀桁架鋼結構施工前，施工方在屋頂面采用墨

66、線設置了網(wǎng)格狀軸線，經(jīng)檢測軸線交點坐標滿足作為鋼結構檢測控制點的精度要求；</p><p>　　在偏離地面軸線交點一側(cè)（約50厘米處），內(nèi)分出臨時控制點，設置免棱鏡全站儀，后視某高程控制點，在需觀測的桁架垂直方向照準另一地面臨時控制點；</p><p>　　將全站儀在垂直面上分別觀測該桁架的上（下）弦管上、下切線位置的垂直角；</p><p>　　最后將儀器垂直角精

67、確調(diào)整為某弦管上、下兩切線平分線位置，直接測量至該弦管外徑的距離，將該距離添加弦管半徑后，計算一處出上（下）弦管中心三維坐標；</p><p>　　儀器倒鏡后再重復（3）、（4）兩步驟觀測一次，獲取弦管中心兩組三維坐標取中數(shù)；</p><p>　　同樣方法測出節(jié)點周邊4個點，在CAD展點連線即可求出節(jié)點中心坐標。</p><p>　　由于體育會展館鋼結構的空間姿態(tài)為

68、平緩的曲面網(wǎng)架結構，采用切線平分法檢測其節(jié)點坐標是一種近似觀測方案：即切線平分視線并不嚴格通過近似橢圓形的弦管截面中心，在AutoCAD中采用坡度最大的桁架模擬該觀測方案，發(fā)現(xiàn)最壞情況是平分線偏離弦管中心約4mm。因此該項目采用的切線平分法雖然作為一種近似的觀測方案，已經(jīng)完全能夠滿足觀測精度要求。</p><p>　　切線平分法對于豎向的鋼結構測量同樣適用（如我們在園博園鋼結構基座定位測量就采用該方案標定其球面中

69、心），由于其免去了人員攀爬危險、且無法精確設置標志到結構中心等問題，配套自動采集計算軟件，可以在鋼結構測量中得到廣泛應用。</p><p>　　第四章 大型鋼結構安裝測量</p><p>　　大型鋼結構安裝測量一般分為：地面拼裝測量、空中吊裝測量和安裝后檢測等測量工作。</p><p>　　如南通市園博園溫室鋼結構測量的主要內(nèi)容有：精密地面三維控制網(wǎng)測設；支座測量定

70、位；鋼結構網(wǎng)格地面拼裝測量；下弦第一排焊接球測量定位；下弦部分節(jié)點球標高檢測；上弦節(jié)點球吊裝定位、坐標檢測及支撐架拆除后上弦節(jié)點球坐標檢測。其中365個上弦網(wǎng)殼節(jié)點球（如圖5所示）要求其定位誤差≤±5mm，否則造成價格昂貴的網(wǎng)格狀太陽膜拉裂或起皺，是該測量項目的重點和難點所在。</p><p>　　圖4.1 南通園博園鋼結構施工場景照片及“鴨蛋形”鋼結構網(wǎng)殼示意圖</p><p>

71、;　　4.1.地面拼裝測量</p><p>　　為確保大部分節(jié)點球內(nèi)精度可靠，施工方?jīng)Q定在地面預先拼裝部分網(wǎng)格（五邊形1個，六邊形36個，共計37個網(wǎng)格）。</p><p>　　需預拼的鋼結構網(wǎng)格分處于“鴨蛋形”上弦網(wǎng)殼的各個位置，在空中形態(tài)各不相同，需要將其空間設計坐標精確投影轉(zhuǎn)換到便于觀測和拼裝的地面坐標系統(tǒng)，公司專門研制了“空間坐標轉(zhuǎn)換系統(tǒng)”軟件，逐網(wǎng)格將各球心空間三維設計坐標平移、

72、旋轉(zhuǎn)為地面三維拼裝坐標。投影后確保同一網(wǎng)格中三個球心位于同一水平面，其余球心基本水平，便于地面拼裝，轉(zhuǎn)換后的網(wǎng)格內(nèi)部幾何形態(tài)結構保持不變。</p><p>　　鋼結構網(wǎng)格地面拼裝測量方法如下：</p><p>　　地面間距數(shù)米安置兩臺1秒級全站儀，采用平行光管技術相互觀測十字絲，建立一條控制基準線；根據(jù)轉(zhuǎn)換后的球心地面坐標成果，采用全站儀按極坐標法放樣各支撐點平面位置；</p>

73、<p>　　在支撐上安置鋼球，并在球頂面安放特制的球心觀測標志（如圖6所示），精確觀測球心平面坐標，指揮施工方調(diào)整鋼球平面位置；</p><p>　　采用S05級精密水準儀器測量各球頂面高程，指揮施工人員調(diào)整支撐高度；</p><p>　　最后采用兩臺全站儀按雙極坐標法測量球心坐標后，焊接連接桿件固定各鋼球。</p><p>　　由于全站儀距離觀測目標

74、僅數(shù)米，采用“雙極坐標法”測量兩組坐標結果表明：點位中誤差≤±2mm。采用檢定鋼尺丈量檢測部分球心距離，與設計距離的較差均在±3mm以內(nèi)。</p><p><b>　　4.2空中吊裝測量</b></p><p>　　上弦鋼結構網(wǎng)格安裝（即上弦節(jié)點球精確定位）是工程的技術難點和重點。我們進行了深入細致研究，最終決定主要采用兩種方案：地面預先設置觀測標

75、志法和空中直接安置專用標志觀測法。</p><p>　　地面預設標志法即在拼裝過程中，直接在部分鋼球表面粘貼棱鏡片（網(wǎng)格內(nèi)6個鋼球僅需粘貼4個），并采用“雙極坐標法”測量其地面拼裝坐標，并采用“空間坐標轉(zhuǎn)換系統(tǒng)”軟件將各棱鏡片地面拼裝坐標反算至空間設計坐標，這樣在網(wǎng)格吊裝過程中僅需監(jiān)測棱鏡片三維坐標即可完成定位。</p><p>　　由于施工現(xiàn)場視線障礙較多，吊裝時部分棱鏡片從地面控制點無

76、法觀測。采用觀測球心標志方法完成棱鏡片無法觀測及部分獨立吊裝鋼球的空間定位。</p><p>　　吊裝測量采用數(shù)臺0.5秒、1秒級全站儀安置在地面控制點上，按“雙極坐標法”同步觀測棱鏡片或球心觀測標志的三維坐標。由于全站儀內(nèi)預存各點三維坐標，利用全站儀提供的放樣功能實現(xiàn)實時指揮施工人員調(diào)整鋼結構空間姿態(tài)，較好地完成了各上弦球的安裝定位工作。</p><p><b>　　技術總結&

77、lt;/b></p><p>　　隨著建筑業(yè)的發(fā)展，鋼結構市場也隨之變大。鋼結構項目主要體現(xiàn)在高層、超高層建筑，廠房，大型鋼結構場所，橋梁，大跨度空間鋼結構等等，而這些項目對于測量來說，精度極高，方案也需有所改進，有所創(chuàng)新只有這樣，質(zhì)量才能有所提高，施工效率才能提高。本論文中，對于鋼結構安裝測量技術進行了探討。在今后的工作中，應不斷學習，積累經(jīng)驗，對鋼結構測量技術進行創(chuàng)新，進行探討。</p>

78、<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計是對我們知識運用能力的一次全面的考核，也是對我們進行科學研究基本功的訓練，培養(yǎng)我們綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學術論文和工作打下良好的基礎。</p><p>　　本次設計能夠完成，首先我要感謝我的母?！?*學院，是她為我們提供了學習知識的土壤，使我們在這里茁壯

79、成長；其次我要測繪系的老師們，他們不僅教會我們專業(yè)知識，而且教會我們做人的道理；尤其要感謝在本次設計中給我大力支持的**師傅，每有問題，他總是耐心的解答，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設計中；還要感謝項目部領導和同事們，他們的關心，使我感到了來自兄弟姐妹的情誼，最后還要感謝相關資料的編著者和給予我們支持的社會各界人士，感謝您們?yōu)槲覀兲峁┮粋€良好的環(huán)境，使本次設計圓滿完成。 </p><p>　　我相信我的畢業(yè)

80、設計在鋼結構施工方案中有一些獨到的個人見解。但是由于時間倉促，未免有不盡完善之處，敬請各位老師批正。 </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?）《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003） </p><p>　　（2）《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）</p><p

81、>　　（3）《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》（GB50300-2001）</p><p>　?。?）《建筑工程施工測量規(guī)程》 （DBJ01-21-95）</p><p>　　(5)《高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程》(JGJ99-98)</p><p>　　(6)《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)</p><p>　　(7)《建筑