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（航运工地施工资料）第七章钢结构测量施工方案第7章 钢结构测量方案7.1 主要测量工作序号主要测量工作1城市大地坐标与建筑坐标转换统一2首级控制网的移交与复测3平面和高程二级控制网“外控法"布置4平面和高程二级控制网“内控法”垂直引测,同步控制内外筒轴线、标高5平面和高程三级控制网测量,控制柱、梁、洞口的轴线、标高6底板基础平面钢柱底预埋件、墙立面预埋件安装定位测量7钢柱三维坐标位置的定位校正测量,并分析气候条件对测量结果的影响7.2 测量思路7.2.1 测量总体思路针对本工程钢结构施工特征,测量工作分平面控制、高程控制、局部控制三部分,测量工作的展开应遵循“由整体到局部"“钢结构施工测控点与混凝土结构施工测控点统一”的原则,其总体思路为:(1)自首级控制网布设二级控制网,然后根据二级控制网布设三级平面控制网.(2)由于地下室共有2层,结合现场条件,地下室施工测量采用“外控法"结合内控法进行,地上部分采用激光铅垂仪与全站仪相结合的“内控法”进行测量施工.(3)根据现场通视条件,先测设主控制轴线,然后在此基础上加密各建筑轴线,建立平面控制网.7.2.2 测量准备工作在施工测量放线之前,应做好如下准备工作:1)内业计算:仔细熟读图纸,熟悉规范、施工方案,认真分析轴线与各构件之间的位置关系,并做好记录.2)对测量主控制点进行内业计算、现场复核确认,将全站仪进行闭合检查,确认无误后方可进行主轴线、控制点的投测.确保各控制点、线符合规范要求.3)对投测时需要的各种器具及人员作好准备,仪器仪表应有计量检测合格证.4)将内业计算的成果做成专业表格,便于施测速率的提高和质量的保障.5)控制点的位置要对施工现场要进行认真观察、分析来确定,确保在日后施测过程中不会受到外界影响,避免不通视、人为损坏.6)对测量仪器进行检定,将可能产生的误差降到最低.7.2.3 测量器具的配置序号简图名称型号数量备注1全站仪托普康GTS601/OP(1"/1mm+2ppm)4轴线引测,三维坐标校正2经纬仪J28钢柱校正,垂直度测量3激光铅直仪J2JD4垂直引测4水准仪DZS32标高测量5经纬仪弯管目镜12垂直度校正6对讲机摩托罗拉502km7塔尺5m20标高测量8水平尺80030预埋件测量9反射接收靶100×10050接收反射点10磁力线坠0.5kg10预埋件测量811钢卷尺5m100测量放线12大盘尺50m40测量放线13三脚架英制/公制15架设仪器7.3 控制网的建立7.3.1 建立三级控制网首级控制网业主负责二级控制网布置在±0.0m楼面或基坑内的各主要轴线控制点、标高控制点三级控制网引测在柱、梁、剪力墙、门、洞口的轴线控制点、标高控制点7.3.2 统一测量控制的坐标系本工程±0.000m相当于绝对标高+6.500m.设计蓝图与现场控制点均为城市大地坐标系,与建筑坐标系不同,在施工过程中,需要把城市坐标系转换成建筑坐标系,使用建筑坐标系进行现场施工更加方便,也能加快计算的速度.下图所示为城市坐标系与建筑坐标系的转换,统一归化为建筑平面坐标.图中“XO-Y"为城市大地平面坐标系,“xoy”为建筑平面坐标系.坐标系转换示意图7.3.3 首级控制网的移交及复测进场后,在业主、监理的主持下,对首级测量控制网办理正式的书面移交手续,实地踏勘点位,对已经损坏的点位作出标记说明.复测首级控制网的点位精度,测量点位之间的边长距离和夹角,计算点位误差,如点位误差较大,需进一步和业主、监理核对并确认.7.3.4 结构二级控制网布置地下室施工测量,将基坑附近增补的二级控制点,引测至塔吊基础平台位置,作为地下室施工测量临时测量控制点.上部施工测量,采用加密方式将控制网的控制点引测至距离核心筒1米部位,而后往上投测.地下室测量控制点示意图7.3.4.1 A楼二级控制点示意图A楼地下室地上4层二级控制点布置A楼地上511层二级控制点布置A楼地上1223层二级控制点布置A楼地上24-35顶层二级控制点布置7.3.4.2 B楼二级控制点示意图 B楼B22B40轴二级控制点布置图B楼B1-B22轴二级控制点布置图7.3.5 施工控制点引测7.3.5.1 水准点高程引测选择34个标高点组成闭合回路,用水准仪配合塔尺和钢卷尺顺着基坑围护桩往下量测至地下室塔吊基础位置.到基坑复测水准环路闭合差,当闭合差较大时重新引测标高基准点.在基坑内架设水准仪,校测基坑四周的整米数水平线,其误差应控制在±5mm以内为合格,在施测基础标高时,应后视坑壁两侧上的水平线以作校核.地下室水准点引测图7.3.5.2 标高控制点的引测1)地下室施工阶段地下室施工阶段的高程点位要求尽量布置在基础沉降区及大型施工机械行走影响的区域之外.确保点位之间通视条件良好,便于联测.地下室的高程传递可采用传统的测量方法,留设测量孔,采用悬吊钢尺,用水准仪进行测设便可满足精度要求,把传递过来的高程以1米线的形式弹设在外框柱、剪力墙等便于引测的构件上,作为测放其它构件高程的依据. 地下室高程点引测图2)地上钢结构施工阶段当楼板施工至0.100m时,在地下室二级测量控制点上引测至地面,并与基坑周边二级控制点闭合后,将施工测量测控点引测至核心筒区域周边1米架,设置地面二级控制点.采用激光铅垂仪进行上部结构施工高程引测.激光点穿过楼层时,需在组合楼板上预留200x200的孔洞,浇筑楼板砼后,将点位通过空洞引测到各楼层上.预留洞及一层楼面测点的做法示意如下: 激光点穿过楼层的预留洞做法 -0.050m楼面激光控制点点位做法预留洞口在核心筒四角距离核心筒250mm处各设置一个,预留洞口布置图如下:A楼测量预留洞口布置图B楼测量预留洞口布置图激光控制点投测到上部楼层后,组成矩形控制网.在各个控制点上架设全站仪,复测点位之间的角度、边长误差,进行点位误差调整并作好点位标记.如点位误差较大,应重新投测激光控制点.激光控制点捕捉示意图如下:透明塑料薄片,中间空洞便于标示.雕刻环形刻度第一次接收激光点蒙上薄片使环形刻度与光斑吻合通过塑料薄片中间空洞捕捉第一个激光点在接收靶上旋转铅直仪,分别在00、90°、180°、270°四个位置捕捉到四个激光点取四个激光点的几何中心即为本次投测的点位取中位置由于钢结构施工在前,上部楼层的激光点位置未浇筑混凝土楼板,需在主楼核心墙侧面焊接测量控制点的悬挑钢平台,把激光控制点投测到钢平台上并作好标记.全站仪后视每隔10层中转一次的核心筒墙面+1.000m标高基准线,测得仪器高度值.对仪器内Z向坐标进行设置,包括反射棱镜的常数设置.控制点建立后,应注意保护,防止其发生损坏或移动,影响测量准确性,具体做法为在控制点四边用轻型砌块砌筑200mm高矮墙进行维护.全站仪望远镜垂直向上,顺着激光控制点的预留洞口垂直往上测量距离,顶部反射棱镜放在土建提模架或需要测量标高的楼层位置,镜头向下对准全站仪.由于全息反射贴片配合远距离测距时反射信号较弱,影响测距的精度,故本工程用反射棱镜配合全站仪进行距离测量.B楼轴线、标高基准点垂直传递途径示意图A楼轴线、标高基准点垂直传递途径示意图计算得到反射棱镜位置的标高后,用水准仪后视全站仪测得的标高点,计算水准仪标高值,将该处标高转移到剪力墙侧面距离本楼层高度+1.000m处,并弹墨线标示.全站仪照准+1.00米标高线确定Z坐标值各部位标高控制点引测工艺如下:(1)地下室基准标高点引测: 选择34个标高点组成闭合回路,用水准仪配合塔尺和钢卷尺顺着基坑围护桩往下量测至地下室基础.到基坑复测水准环路闭合差,当闭合差较大时重新引测.(2)首层+1.000m标高基准点测量引测:用水准仪引测首层+1.000m标高线至剪力墙外墙面,各点之间复测闭合后弹墨线标示.(3)地上各层+1.000m标高基准点测量引测:地上楼层基准标高点首次由全站仪从首层楼面竖向引测,每升高10层引测中转一次,各楼层的标高用钢卷尺顺主楼核芯筒外墙面往上量测.a、在0.050m层的砼楼面架设全站仪,通过气温、气压计测量气温、气压,对全站仪进行气象改正设置.激光控制点垂直投测示意图7.4 钢结构施工部位测量控制7.4.1 柱脚螺栓测量定位在预埋过程中将全站仪架设到空旷便于观测的位置,在埋件四周用全站仪测设埋件中心坐标,用油笔作好标记作为控制点,用丝线对准两头控制点拉直,将埋件中心线对准丝线进行预埋,同时用水准仪对螺栓顶部进行标高监测,待标高到位后,再由全站仪直接对预埋件进行精测,待达到测量精度要求后,再用钢筋对埋件四周进行加固. 在浇筑混凝土时,要对螺栓进行监测,以免由于碰撞给螺栓及环板的整体移位,随时对螺栓进行校正,注意对成品的保护.混凝土浇灌完毕后再用全站仪在混凝土上测设螺栓中心线,由钢尺量出螺栓的偏差.如出现较大偏差应及时对螺栓做出相应调整.螺栓预埋固定如下图: 钢管柱脚锚栓环板定位设置及测控点布置 劲性柱柱脚锚栓环板定位设置及测控点布置7.4.2 核心筒墙立面预埋件的测量定位钢筋绑扎前,将埋件平面位置的控制轴线和标高测设到下一楼层.根据下一楼层上的埋件轴线和标高控制线,在土建核心墙水平钢筋绑扎前,首先进行埋件定位放线,然后根据设计标高并排焊接两根12mm钢筋作为埋件托筋,埋件与核心墙钢筋之间焊接固定,等土建钢筋基本绑扎完,利用土建钢管脚手架,对预埋件进行精确校正,如遇竖向或水平钢筋阻挡,应及时调整钢筋绑扎位置.如下图所示:钢梁预埋件定位安装埋件上定位放线埋件安装完毕后,在隐蔽前应根据下一层控制线做最终复测,检查标高及定位轴线是否复核图纸设计要求.7.4.3 钢柱的测量控制钢柱的校正内容包括安装前的准备工作、柱底就位、柱底标高校正、柱身垂直度校正等.外筒钢柱测量方式为采用全站仪观测外筒钢柱柱顶平面坐标及牛腿中心线坐标值的方式进行.7.4.3.1 钢柱坐标测量1)钢柱测量控制点设置矩形钢柱主要控制点圆管钢柱主要控制点十字钢柱主要控制点H型钢柱主要控制点2)钢柱测量控制步骤控制部位控制部位为柱顶中心点校正方法采用全站仪直接观测柱顶轴线、标高偏差进行测量、校正.坐标计算按如下两种工况计算三维坐标:常温条件,不考虑荷载增加引起变形而影响每节柱顶中心点的三维坐标.按施工顺序,考虑各种因素,主要是荷载增加引起每节柱顶中心点位移.钢柱校正步骤计算上一节将要吊装的钢柱顶中心的三维坐标;平面和高程控制网点投递到顶层并复测校核;吊装前复核下节钢柱顶中心的三维坐标偏差,为上节柱的垂直度、标高预调提供依据;对于标高超差的钢柱,可切割上节柱的衬垫板(3mm内)或加高垫板(5mm内)进行处理,如需更大的偏差调整将由制作厂直接调整钢柱制作长度;用全站仪对外围各个柱顶中心进行坐标测量,步骤如下:a、架设全站仪在投递引测上来的测量控制点上,照准一个或几个后视点;b、输入后视点、测站点坐标值,建立本测站坐标系统;c、配合小棱镜或对中杆测量各柱顶中心的三维坐标;结合下节柱顶焊后偏差和单节钢柱的垂直度偏差,矢量叠加出上一节钢柱校正后的三维坐标实际值;向监理报验钢柱顶的实际坐标,焊前验收通过后开始焊接;焊接完成后引测控制点,再次测量柱顶三维坐标,为上节钢柱安装提供测量校正依据.7.4.3.2 钢柱垂直度测量柱底就位和柱底标高校正完成后,即可用经纬仪检查垂直度.方法是在柱身相互垂直的两个方向用经纬仪照准钢柱柱顶处侧面中心点,然后比较该中心点的投影点与柱底处该点所对应柱侧面中心点的差值,即为钢柱此方向垂直度的偏差值.单节钢柱垂直度经校正后偏差值£/1000且绝对偏差±5mm.当视线不通时,可将仪器偏离其所在的轴线,但偏离的角度应不大于15度. 经纬仪校正地下室钢柱垂直度7.4.3.3 钢柱柱顶安装焊后观测标准层安装完成(根据分段,主要指外筒巨柱安装完成),在一节钢柱顶端架设整体复核柱顶标高,比对设计值,形成下节钢柱安装标高预控数据.对于标高超差的钢柱,可切割上节柱的衬垫板(3mm内)或加高垫板(5mm内)进行处理,如需更大的偏差调整将由制作厂直接调整钢柱制作长度.本工程下部构件分节短,对于分段长度1层1节以下的,可一个或几个标准层复核一次,形成周期性误差消除机制.在上节钢柱安装完成后,对下节钢柱进行焊后复测,并对整层进行控制网线闭合调差,形成相关记录.7.4.4 钢梁的测量校正钢梁的测量校正主要为标高和轴线控制,标高主要通过钢柱牛腿的定位,用全站仪测出钢柱上与钢梁连接牛腿的标高值,并与钢梁实际安装的标高相比较,通过两者的高差值来加工不同高度的临时定位钢板.钢梁的轴线通过柱轴线放出,再利用经纬仪放线方法复测校正.7.5 质量控制措施7.5.1 测量精度保证措施确保控制网点位精度和采取合理施工放样方法,主要的措施为:1)选择与钢结构施工要求相适应的施工控制网等级.结合误差分析理论和类似工程的施工经验,平面控制网按照一级导线精度要求布设,高程控制网按照三等水准精度要求布设,能够确保控制网点位精度要求.2)配置相应精度等级的施工测量仪器,提高测量放线精度.采用测角标称精度为:±2,测距标称精度:土(2mm2PPm)高精度全站仪,测设精度满足施工定位要求.3)误差消除措施序号钢结构安装误差消除措施1误差来源及危害分析在正常情况下钢结构安装误差来源于构件在吊装过程中因自重产生的变形、因日照温差造成的缩胀变形、因焊接产生收缩变形.结构由局部至整体形成的安装过程中,若不采取相应措施,对累积误差加以减小、消除,将会给结构带来严重的质量隐患.2安装过程中,构件应采取合理保护措施.由于在安装过程中,细长、超重,构件较多.构件因抵抗变形的刚度较弱,会在自身重力的影响下,发生不同程度的变形.为此,构件在运输、倒运、安装过程中,应采取合理保护措施,如布设合理吊点,局部采取加强抵抗变形措施等,来减小自重变形,防止给安装带来不便.3钢结构安装误差消除在构件测控时,节点定位实施反变形:钢构件在安装过程中,因日照温差、焊接会使细长杆件在长度方向会有显著伸缩变形.从而影响结构的安装精度.因此,在上一安装单元安装结束后,通过观测其变形规律,结合具体变形条件,总结其变形量和变形方向,在下一构件定位测控时,对其定位轴线实施反向预偏,即点定位实施反变形,以消除安装误差的累积.7.5.2 季节性温度变化应对措施:季节性温度变化主要对建筑物的标高产生影响,而测量定位的标高引测其高度方向的距离是归化改正为20的标准温度下进行的,全站仪显示的Z坐标值经过了气压、温度系数改正,标高点的位置高度不受温度变化影响.问题是标高点标记在核心墙面,核心筒混凝土墙高度受季节性温度变化影响产生热胀冷缩,同时外围钢管柱的线膨胀系数要比核心筒混凝土墙的线膨胀系数更大,外围钢柱受阳光直接照射,温度上升快,每天温差变化明显,钢管内浇灌混凝土后的线膨胀系数又不同.要确保标高基准点位置不受温度变化影响,简单化考虑,在冬季进行标高基准点的向上引测可选定午后24时的最高气温条件下进行,而在夏季可选定在日出前或者日落后进行,在这两个时段的气温条件与设计的常温条件相差最小且变动幅度不大,对标高值的影响最小,在一定高度范围内可忽略不计.每日温度变化分析:根据资料分析的图表显示,一天内最高温度一般出现在午后24时,最低气温一般出现在日出前,并且在日出前的一段时间内变化很小.太阳高度角正午时分最大,太阳辐射最大;日照时间夏、秋季最长,从6:0019:00,春天次之,冬天最短,从7:0018:00.一年四季夜间温度基本上保持平稳.每日温度变化应对措施:不管是季节性温度还是每日温度的变化,建筑物整体的平均冷热程度变化只是对竖向高度有一定的影响.由于日照的关系,建筑物阴阳面的冷热不匀,使建筑物整体向阴凉面倾斜,对平面定位轴线的位置产生较大的影响.因此,选择阴天、日出前时间进行激光控制点的垂直向上投测,不受建筑物阴阳面温差的影响.本工程测量定位控制点依附于核心筒混凝土墙,相对于钢结构的温差变形,温差对控制点的影响已减弱到最小程度.钢柱的测量校正应考虑不对称光照的影响,钢柱两侧的温差较大时根据结构验算成果,解算出柱顶高度处的变形值,校正时对钢柱进行预偏,预偏方向与太阳光照方向相反.7.5.3 钢结构测量允许偏差名 称允许偏差(mm)建筑物倾斜H/2500+10.0)且50建筑总高度偏差eH/1000且30e30单节柱倾斜H/1000且10层高偏差H5建筑物矢量弯曲eL/2500 且e25.上柱和下柱的扭转e3同层柱顶标高差-5e5梁水平度eL/1000且e10地脚螺柱(锚栓)位移2.0基础柱底标高2e2建筑物定位轴线L/20000,且不应大于3.0底层柱底轴线对定位轴线偏移3.0柱子定位轴线1.07.5.4 施工测量工艺流程