电视塔测量方案.doc

宿迁市广播电视发射塔建设工程
测量专项施工方案
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中国建筑第八工程局有限公司
宿迁市广播电视发射塔建设工程项目经理部
年 月 日
目录
1。工程概况 1
2 测量依据 1
3 测量重难点分析 1
4 测量准备工作 2
4。1 测量人员准备 2
4.2 测量技术准备 3
4。3测量仪器与器具 3
4.4 控制点坐标转换 4
5 施工测量 6
5。1 测量内容 6
5.2 平面控制网建立 7
5。2.1 施工平面控制网建立步骤 7
5。2.2 施工控制网布设要求 7
5。2.3 建立控制网 8
5。2。4 内部测量控制点 9
5.3 高程控制点 11
5.4 预埋件测量 11
5.4.1 内筒埋件测量 12
5.4。2 地脚螺栓埋件测量 13
5.5 钢柱测量 14
5.5.1 焊接钢柱测量基本流程 15
5。5.2 铰接（法兰）钢柱测量 16
5.6 钢桅杆测量 16
6 沉降、变形测量 17
6.1 沉降测量 17
6.2 变形测量 18
7 测量注意事项 18
7.1 测量误差产生的原因 18
7.1.1仪器误差 18
7。1.2观测误差 19
7。1。3 外界条件的影响 19
7。2 测量中安全事项 19

中国建筑第八工程局有限公司
宿迁市广播电视发射塔建设工程 测量专项施工方案
1。工程概况
由中国建筑第八工程局有限公司承建的宿迁市广播电视发射塔工程位于江苏省宿迁市运河文化城开发区内，东北侧紧邻规划道路，西南侧为骆马湖，是一座集广播电视发射、节目传送、卫星接收及功能与一体，同时设有餐饮娱乐设施的超高层建筑，建成后将成为宿迁市地标性建筑和旅游新亮点.
宿迁市广播电视发射塔为空间格构式筒体结构,由塔座、塔身、塔楼和桅杆四部分组成。建筑最高处333m，天线桅杆部分97。1m。总建筑规模为15277m2，其中塔座部分为莲叶造型，地下一层设备和库房，地上三层为游客中心、娱乐购物及内部办公场所，建筑面积11283m2;塔楼部分为莲花造型，分别为发射机房、高端会所、室内观光和室外观光，建筑面积3994m2.相对于塔的顶、底部，塔身纤细，体态生动。
2 测量依据
测量工作的进行要符合相应规范要求和设计要求，使误差控制在规范和设计要求之内，本工程主要按照以下条目作为测量依据
《工程测量规范》（GB50026—2007）；
《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-91）;
《建筑物变形测量规程》(JGJ 8-2007）;
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；
《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》（GY5077-2007）
建设单位提供的施工图纸及相应文件中相应条款的规定.
建设单位提供的施工现场的测量控制桩点及数据.
3 测量重难点分析
施工测量既是各施工阶段的先行引导工作，又是质量过程控制的重要环节之一.宿迁电视塔项目建筑特点给施工测量提出了非常高的要求，其主要难道如下：
1、本工程周边为河流和植被，土壤疏松，首级控制点位于回填土上，基准点容易偏移。
图3.1 控制点平面图
2、钢柱预埋件与基础底板悬空，埋件本身安装、土建的钢筋绑扎、混凝土浇筑等因素都可能使得埋件偏移。
3、外部钢框筒钢管柱呈三维空间变截面，对三维坐标的控制要求高；
4、宿迁电视塔位于运河岸畔,塔体结构纤细，故施工过程中受风荷载、日照影响大;
5、结构高度达330m，结构顶部的测量传递累积误差控制要求高；
针对本工程电视塔建筑的特点，将参照相似精品工程施工范例再结合本工程特点，采取优化的技术方案和高效的管理措施来克服一系列的难题。在施工中，将配置先进、精密的测量仪器及相应的数据处理软件，借鉴国内外最新测量控制科研成果，结合施工中建筑物的变形监测信息，采用科学合理的测量技术与方法,确定最佳的测量时间段。通过对建筑物的空间几何解析,建立空间点位的数据库，从外业的数据采集、放样,到内业的数据处理、结果分析，实现测量的智能化、数字化和程序化。
4 测量准备工作
4。1 测量人员准备
测量放线人员应对设计和深化图纸中的轴线关系、几何尺寸、高程等进行复核，并应及时了解与掌握有关工程设计变更文件以确保测量放样数据准确可靠。
测量人员必须了解设计内容、性质以及精度要求，熟悉图纸上的尺寸和高差数据,对设计图和深化图深入了解、看透，并且能够将图纸转化成方便测量放线用的图纸.
测量人员均应经过培训合格后持证上岗.测量人员必须接受专业学习及技能培训，合格后持证上岗。熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论，能针对工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序,对实施过程中出现的问题能够分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算,做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。
4。2 测量技术准备
（1）测量仪器和工具检验资料准备：钢结构安装准备的测量仪器和工具必须准备齐全，包括: 全站仪、经纬仪、水准仪及钢卷尺等重要器具，必须送具有测量器具检定资质的部门检定.送检过的器具必须保证在符合使用的有效期内，并保留相应的检验合格证备查。
（2）基准点交接与测放：对总包提供的平面控制基准点和高程基准点进行复测,合格后办理交接手续，并以此为根据进行钢结构安装测量。
(3）交接资料准备：对总包提供的基准点,经现场复核后作好记录，并保留相应资料建立技术档案。
（4)技术资料准备:准备相关的技术规程和报验、审查文件。
（5）技术交底:项目部对测量员、测量工进行技术交底，并办理书面交底记录。
4.3测量仪器与器具
为能准确及时定位和精确地反映出被监测实体的变形情况，应选用适合、高效的测量仪器，各种测量仪器与工具的使用，均须经计量检定单位或部门检验合格,并在有效期限内.在使用过程中,应及时校准、保养、维护。本工程主要使用测量设备如表3-2—1
表4。3—1 主要测量仪器性能表
仪器名称
型 号
数量
精 度
用 途
全站仪
GTS-332N
1台
2＂ 2mm+2ppm
平面控制网的测设、楼层轴线测量
激光经纬仪
J2
2台
2＂
轴线投测
激光接收靶

2个

轴线投测
水准仪
S3
3台
3mm/1km
标高测量控制
钢卷尺
50m
3把
法定检定单位检验合格
距离测量
钢卷尺
5m
10把
法定检定单位检验合格
距离测量
对讲机
3Km
3对

测量用
墨 斗

5只

弹线用
4.4 控制点坐标转换
总包移交的控制点数据较大，数字也比较多，深化图、设计图的轴线位置与现场实际轴线位置相差118.67835°，对于理论坐标点和仪器坐标点的输入都会产生一定的困难,如数字输错、记录数据漏抄等。因此需要将原始数据转换成方便操作的使用数据。将以电视塔圆心坐标为基准点平移到原点坐标(0，0），角度不变,深化图纸进行角度变化，从而方便与总包在沟通中涉及到的角度方向保证一致。首级控制点转换后坐标数据如表4.4-1
表4。4-1 测量控制点数据

原始数据
平移后数据
编号
X（东西)/m
Y（南北）/m
X(东西)/m
Y（南北）/m
1＃
498157。810
3764061.366
66。251
85。261
2＃
498138。850
3763938.594
47.291
—37.511
3#
498050。281
3763945.881
—41。278
-30.224
平移转换公式：X1=X0-a
Y1=Y0—b
公式中各参数意思如图4。4-1
图4.4-1 平移坐标参数
本工程横截面是呈圆形，经常需要涉及到径向和法向坐标。若单个坐标从CAD倒出速度慢并且可能产生一定的误差，因此需要进行坐标角度的换算.
旋转角度公式:
设角度旋转前坐标为（x0，y0）
角度旋转后坐标为（x1，y1）
则旋转角度前后坐标关系如下
其中为转动角度，该工程=118。67835°.
图4.4-2 选择角度参数
法向坐标、径向坐标分别与圆心的关系：
逆时针旋转角度后小圆圆心与大圆切线和小圆交点关系
顺时针旋转角度后小圆圆心与大圆切线和小圆交点关系
径向、与的关系
参数详见下图
图4。4—3 径向、法向参数
5 施工测量
5。1 测量内容
本工程测量工作主要内容包括：平面控制网设置、高层控制网设置、塔座、塔楼和桅杆轴线测量和标高控制等；控制点的定期复核；电视塔钢结构全过程变形和沉降的监控。电视塔测量流程如图5.1—1:
图5.1-1 测量流程图
5。2 平面控制网建立
5。2。1 施工平面控制网建立步骤
1、进场后与总包进行控制点的交接，并一同前往施工现场进行复核，确保误差在规范范围之内，并将复核数据形成资料上报总包与监理。
2、现场位置观察,按照控制点基础要求稳定、可靠、变形小的要求，确定控制网布置的大致位置,
3、结合图纸和现场情况,最终确定布置点的具体位置。
4、现场控制点的布设。
5.2。2 施工控制网布设要求
1、平面控制网精度必须满足《工程测量规范》（GB50026-2007)中四等平面控制网的精度要求。
2、平面控制点组成的闭合导线进行四等导线测量，并与平面控制基准联测。严密平差后计算控制点坐标，只有当误差符合规范后才能作为测量依据.
3、对所建立的平面控制网必须经常性复测，复测结果满足质量验收规范要求。
4、基准点的设置必须牢固、稳定，宿迁电视塔控制点做法如下图
5。2.2-1 控制桩示意图
5。2。3 建立控制网
根据业主提供的1＃、2＃、3#三个控制点为依据建立一套符合规范的闭合控制路线，并且保证此闭合路线能在工程完成前均能够完好的保存。工地的西南侧是河流，不能作为转点的位置,因此外围控制点只能设置在东北侧，东北侧比较空旷，除了一条柏油路外全是植被覆盖或者是新建建筑物，这对于控制点的布置有一定的难度，并且业主提供的三个点具有局限性，由小距离转大距离存在偏差。考虑到是整体偏差的情况，对后续各个单位的安装都不会产生较大影响。依据这个原则将点设置在东北侧的柏油路上和生活区域内形成一个闭合路线，3#→2＃→C#→A＃→B＃→1＃→3#，新增加控制点受荷载小，控制点不易受影响，如图5。2。3-1
5.2.3-1 外围控制点
5。2。4 内部测量控制点
在塔座结构完成后，考虑到在塔心处有钢梁穿过，如图5.2。4-1:
图5.2.4—1 塔心控制点
因此只能通过间接法来测量塔心偏离误差。沿塔心90°方向500mm坐标T投放到+15m的混凝土楼板上作为塔心的控制点，从+25m开始每10m一层楼板，在此区间段每30m用激光铅垂仪向上依次投影到楼板上（每次投影必须从+15m的控制点向上投影），作为相邻区间段测量的临时控制点，并且在用地面的控制点同样将T点投影到相应楼层楼板上，比较两个点之间的距离，从而判断塔心是否偏离.根据《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》(GY5077—2007）塔心误差要求见表5。2。4—1
表5.2。4-1 塔心偏差
项目
允许偏差（mm)
备注
观察基准点水平
位置偏离轴线距离
±L/2000；且≤±3.0
L-塔心到观察基准点的距离
塔的定位中心
±3.0

标高
±2。0

控制点向上投递方法见图5。2.4-2:
图5。2.4—2 控制点向上投递
5。3 高程控制点
按照《工程测量规范》中三等水准测量的要求，复测总包提供的高程控制点，并以该控制点为基准以平面控制网为已闭合高程路线，这样使得平面控制网和高层控制网能够共用.在
三等控制网的精度要求如表5。3-1：
5。3-1 三等控制网精度
等
级
高差全
中误差(mm/km)
路线长度
(km)
仪器
型号
水准尺
与已知点联测次数
附合或
环线次数
平地闭合差
（mm）
三等
6
£ 50
ATO-32
铟钢尺
往返各
一 次
往返各一次
12
高程控制点的传递是在底层平面控制点预留孔正下方架设好全站仪,先精确测定仪器高，再转动全站仪进行竖向垂直测距，最后通过计算整理求得反射片的高程,然后按《工程测量规范》所规定的二等水准测量的要求把激光反射片的高程传递到内塔外壁上.高程的传递不得从下层楼层丈量上来，以防此误差积累.
图5.3—1 高程向上传递示意图
5。4 预埋件测量
预埋件是钢结构安装的第一步，预埋件安装精度大小直接影响后续钢柱的安装精度，尤其对于带地脚螺栓结构的预埋件，是本工程预埋件定位的一个难点。
根据本工程环形轴线特点，预埋件的放线采用极坐标法和直角坐标法。对于有条件可以在塔心再设仪器的情况，采用极坐标法；不能在塔心架设仪器测量的采用直角坐标法。
5。4。1 内筒埋件测量
根据上述条件，可以对内筒埋件进行极坐标放样，见图5。4。1-1，在土建垫层浇筑完成后，首先利用直角坐标法将塔心坐标进行放样,然后将仪器架立在塔心，通过角度调整对各埋件的径向轴线进行放样，然后再用盘尺量距离.
图5.4。1-1 内筒预埋件布置图
内筒埋件结构形式如图5。4.1—2，对于此类埋件对平面位置的精度要求比较低，对于顶面的平面度和标高要求比较严格，根据《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》(GY5077-2007)表10.3。3规定标高误差在±3mm,水平度±3mm。因此在埋件预埋时需要将上表面严格控制精确并且在土建钢筋绑扎完成后还需要进行复验防止由于钢筋的绑扎使得预埋板倾斜。
图5.4.1—2 内筒埋件图
5。4。2 地脚螺栓埋件测量
外筒埋件和塔座埋件由于内筒墙的影响不能进行极坐标放线,因此此类埋件放样比较麻烦，采用直角坐标系法。坐标放线时需要对每个埋件放四个点，组成“十字”线，分别为径向线和发现线，如图5.4.2—1
图5。4。2-1 十字放线
外筒埋件和塔座埋件均为地脚螺栓埋件，结构形式如图5。4。2—2，
图5.4。2-2 地脚螺栓构造
地脚螺栓埋件无论是平面位置还是标高以及水平度要求都非常高,《广播电视微波通信铁塔及桅杆质量验收规范》(GY5077—2007)对各个指标都作出了明确要求，见表5.4.2-1：
表5。4.2-1 地脚螺栓允许偏差
项次
项目
允许偏差
1
柱墩支承表面

标高
±3。00mm
水平度
l/500 且不大于3mm
2
地脚螺栓位置扭转（任意截面处)
±2。00mm
3
地脚螺栓法兰中心对角线距离
≤l/2000，l为对角线长且≤±10.0mm
4
地脚螺栓法兰中心
±5.00mm
5
地脚螺栓伸出法兰面的长度
±10.00mm
6
地脚螺栓螺纹长度
±10。00mm
因此在埋件上标注的十字线与垫层上放样的十字线对准就位后，还需要对地脚螺栓逐一测量坐标，上层钢板测量水平度和标高，在土建绑扎钢筋后，同样需要符合上层钢板标高和水平度，对地脚螺栓按照等分原则抽查8个进行坐标复核。
5。5 钢柱测量
钢柱分为焊接钢柱和铰接钢柱，焊接钢柱主要集中在标高+15.0m以下部位，+15.0以上部位为铰接钢柱。
钢柱在加工时要求在钢柱上下管口的径向和法向做上标记，这样既方便工厂预拼装提高精度也有利于现场的定位
图5.5—1 钢柱标记
5。5.1 焊接钢柱测量基本流程
1、柱垂直度的测控
钢柱垂直控制方法如下:用两台激光经纬仪置于柱基相互垂直的两条轴线上，视线投射到预先固定在钢柱的靶标上,光束中心同靶标中心垂直，且通过旋转最少3次经纬仪水平度盘，若投测点都重合,表明钢柱垂直度无偏差.
2、钢柱校正
钢柱安装的要求是保证平面与高程位置符合设计要求，柱身垂直度及倾斜度满足规范要求；钢柱校正时，按照先调整标高,然后调轴线和垂直度的顺序进行控制.
3、钢柱标高的控制与调整
依据标高基准点，测量出下节柱顶的标高，根据下节柱标高偏差值的大小，在吊装本节钢柱时，结合验收班组所量的本节钢柱的实际长度通过增大或减小钢柱接头间焊缝间隙来调整本节钢柱的标高偏差。
4、钢柱轴线测量
安装事先在加工厂做的四个标记，通过轴线的测量来调整钢柱的扭转.
4、钢柱垂直度的校正
钢柱垂直度的校正分为初校、精校和焊前焊后复检等四大工序，其测量控制的方法是：以下节柱顶施测轴线偏差值为依据，以下节柱顶中心点为后视方向在柱身相互垂直的两个方向，用经纬仪照准上节钢柱柱顶中心点，判断上节柱中心点的投影点与本节柱底处该点所对应中心点的差值和方向，向相反的方向调校本节柱的垂直度.钢柱垂直度的偏差值应控制在Ｈ/1000且绝对偏差≤10mm以内。其校正方法与首节钢柱相同。当视线不通时，可将仪器架设在偏离其所在的轴线位置，但偏离的角度应不大于15°。
5。5。2 铰接（法兰)钢柱测量
铰接钢柱测量流程基本与焊接钢柱近似，但是由于钢柱上下口均有法兰盘和螺栓孔，相对与焊接钢柱，角度的确定相对较容易，但是对标高、轴线和水平度提出了更严格的要求.根据GY5077-2007要求各误差如下表5.5.2-1：
表5。5。2—1 钢柱允许偏差
项次
项目
允许偏差
1
塔架整体垂直度偏差
≤H/1500
塔架相邻两侧垂直度
≤h/750
2
电梯井道钢柱
≤H’/1500
任意两点垂直度
≤h'/1000
3
塔柱顶端水平度
≤±2。0mm
相邻塔柱水平度高差
≤±1。5mm
5.6 钢桅杆测量
在进行桅杆的测量时，主要是对桅杆垂直度和标高进行测量控制。对于垂直度的测量可以在桅杆相互垂直的两个面上架设全站仪，控制测量桅杆垂直度。对于桅杆段的标高，使用全站仪进行高差测量的方式进行测量，在桅杆的任意一根钢柱上端架设棱镜,通过测量钢柱顶端与地面标高控制点的高差，从而计算出桅杆的实际高度。由于在加工中，焊接和镀锌变形及累计误差的影响，在进行高差测量时，如果累计误差超出5mm,可以在桅杆法兰增加垫片的方式进行调整。也可以把测量记录转到加工车间，通过对安装构件长度进行调整的方式进行解决。
6 沉降、变形测量
由于本工程的沉降与变形主要由业主委托的第三方进行过程监测，我们测量的沉降和变形主要为指导现场施工和误差的降低提供指导。
6。1 沉降测量
利用外部标高控制网,在塔座结构完成后在塔架柱布设4个反射贴片、井架柱布设3个反射贴片，如图6。1-1和图6。1—2，利用全站仪和水准仪测量出贴片的原始坐标和标高,在以后每个月测量一次数据,将测量数据与原始数据和上一次数据进行对比，分析数据变化规律和范围，结合将要安装的结构进行调整.
图6。1—1 塔架钢柱标记
图6。1-2 井架钢柱标记
6.2 变形测量
变形测量主要测量某一固定点的X、Y、Z坐标前后差值进行对比，分别计算出在该点三个方向的变形量,并且同过三个方向的矢量和计算出总的变形量。变形点的布控与沉降布控类似，按照每40m布置一组变形点来观测，每个月观测一次，布置的钢柱与沉降布置相同。
7 测量注意事项
7。1 测量误差产生的原因
测量过错中产生误差是不可避免的,我只能通过采取各种有效方法来减小误差，但却不能消除误差。误差主要分为仪器误差、观察误差、和外界环境影响误差。
7.1。1仪器误差
测量仪器的制造和校正不可能十分完美，如仪器各种轴线间的几何条件不完全满足、刻划不均匀；采用的量度单位不能量尽物体的大小等，导致观测值的精度受到一定的影响，不可避免的存在误差。
7.1。2观测误差
由于观测者感觉器官的鉴别能力有限，所以不论如何仔细工作，在安置仪器、瞄准目标及读数等方面均会产生误差。
7。1.3 外界条件的影响
外界条件的影响主要是外界条件的各种变化对角度观测精度的影响。如大风天气；大气透明度差；空气温度变化大，特别是太阳直接暴晒，可能使脚架产生扭转；地面辐射热会引起空气剧烈波动，使目标影像变的模糊甚至飘移；视线贴近地面或通过建筑物旁、冒烟的烟囱上方、接近水面的空间等还会产生不规则的折光；地面坚实与否影响仪器的稳定程度等。这些影响是极其复杂的，要想完全避免是不可能的，但大多数与时间有关。因此,在角度观测时应注意选择有利的观测时间、操作要轻稳、尽量缩短一测回的观测时间、仪器不让太阳直接暴晒；尽可能避开不利条件等，以减小外界条件变化的影响。
综上所述，钢结构安装测量中，仪器误差不可避免，观测误差应尽量减小，外界条件是影响测量的主要因素，测量时应尽量避开外界条件的影响,
7.2 测量中安全事项
（1）进入施工现场必须按规定配戴安全防护用品。
（2）测量作业时必须避让机械,躲开坑、槽、井，选择安全的路线和地点。
(3)在桁架上进行作业前必须检查作业平台的稳定性，确认安全后进行测量作业。
(4)高处作业必须系好安全带，临边作业时必须采取防坠落的措施.
(5)在现场行车道路上作业时必须遵守现场交通规则，并据现场情况采取防护、警示措施，避让车辆,必要时设专人监护.
（6）上下钢结构桁架高空作业时，应在作业面处设专人监护。
（7）机械运转时,不得在机械运转范围内作业。
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