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某超高层钢结构高空测量工程实例

1安装过程中自重和收缩徐变变形分析及控制
2钢结构测量仪器使用
3测量时机的选择
4平面控制网设计
5高程控制网的建立
6钢柱的测控
7钢柱、梁的安装测量措施

广州****广场位于****北入口***广场(与****大道交会东南角)附近，总占地面积约1万平方米，建筑面积约16.1万平方米，地上高度达302.7米，建成后将成为****城内仅次于****的广州第二高楼。建筑上另一个显特点是****首层的大堂高度将达到37.8米，浩大空间给室内设计和人们的视觉感受将带来巨大的冲击，这样大堂的尺度概念在目前全球超高层建筑中尚属首创。

1安装过程中自重和收缩徐变变形分析及控制
钢结构测量分平面、高程控制两部分，总体思路：平面控制点使用激光铅直仪向上传递后自检闭合，高程控制点通过全站仪进行竖向传递至测量平台，利用定制的接受装置进行高程数据接收，每次传递的点位经自检闭合。

激光点位接收 楼层全站仪投点
平面控制点使用激光铅直仪垂直向上投递，50米一段，如果50米内没有到楼层，就选择最接近50米的楼层传递，激光传递的点位在该楼层组成多边形，具有闭合复测条件。

高程基准点通过全站仪进行竖向传递至测量平台，利用定制的接受装置进行高程数据接受，然后转移到各层剪力墙面至楼层以上+1.00m处。
为了保证满足高程向上传递的精度要求，本工程同时采用塔尺竖向引测法。用塔尺沿钢柱测量向上竖直量。
2钢结构测量仪器使用
测量的精度直接影响到施工安装质量，而测量器具的精度质量问题又直接影响着测量结果的好坏。为了保证测量质量，特准备了以下科学精密的测量仪器：
序 号
名 称
数 量
备 注
1

全站仪
2台
用于I、II级工程平面控制网的测设，高程测量，直钢柱的安装，构件的拼装及安装定位

2

激光铅直仪
2台
用于轴线测设、平面控制网测设
3

水准仪
2台
用于高程控制网的测设及楼面标高的测设抄平等
4
反射棱镜
1组
用于全站仪测距
5
塔尺
4把
结合水准仪测设高程
6
对讲机
3组
测量人员工作联系
所有测量器具在作业前必须经技术监督部门进行检定，保证这些仪器的实际测量精度合格有效，并报监理工程师验证。

3测量时机的选择
设计所提供的每个施工节段的相应标高和其它变形值，一般是基于某种标准气温下的设计值，本工程是跨季节、跨昼夜施工，温度变化，特别是日照温差的变化对于结构变形的影响是复杂的，将温差变化所引起的结构变形从实测变形值中分离出来相当困难。因此，应尽量选择温度变化小，日照不强的时机进行测量，力求将温度、日照对施工控制的影响降低到最小限度。

4平面控制网设计
1．平面控制网设计准备工作
序号
准 备 工 作 内 容
1
熟悉所有的设计图纸和设计资料；
2
进行平面控制网设计工作之前，必须先了解建筑物的尺寸、工程结构内部特征和施工的要求
3
熟悉施工场地环境以及与相邻地物的相互关系等
4
收集施工坐标和测量坐标的系统换算数据

2．平面控制点的布设
根据本工程的特点，6个点作为主控制点，在这些点上架设激光铅直仪投点，作为轴线放线的基准点。主控制点点位布设图如下：

5高程控制网的建立
1．高程控制网的布设
（1）首先对总包移交的现场水准点进行水准复测。（按国家四等水准测量要求）。
（2）已知水准点经复测，精度满足要求后，把平面Ⅲ级控制网的控制点高程引测，得到各控制点的三维坐标。根据建筑工程细部需要，引测到各位置。主控点布置如下，在各主控点架设全站仪测量：
主控点

为了便于施工测量，整个场地内，在主控制点处同时设有水准点，并构成闭合图形，以便闭合校核。水准点采用同M8膨胀螺栓的钢筋打入砼作为标志。由水准基准点组成闭合路线，各点间的高程进行往返观测，闭合路线的闭合误差应小于±5mm（n为测站数）。
2、高程的垂直引测
高程通过全站仪打点，塔尺竖向引测法作为补充，对于全站仪无法打到的点，用塔尺竖向引测。根据全站仪测设的高程基准点，通过水准仪测设柱及梁的标高。塔尺引测步骤：
引测步骤
具体操作方法
注意事项
1
先把塔尺紧贴在钢柱上，用经纬仪校核保证塔尺垂直
测设标高线时，应保证塔尺是垂直的
2
用塔尺沿方钢柱竖直方向，由各处的起始标高线向上直接量取到楼层设计标高。
由固定水准点向上量距时，所用塔尺应经过计量检定，量高差时尺身应垂直，同时要进行尺长和温度改正。
3
在测设好的标高位置处，用墨线做好标记。
墨线要清晰、同时要保护好
4
用水准仪对所测的水准标高进行复核，对各柱同段标高偏差不超过3mm。
用水准仪进行复核时，
要尽量做到前后视距等长

6钢柱的测控
1．柱标高的测控
由于本钢结构工程主要时安装钢柱和钢梁，钢柱均为方形柱，钢管柱的安装是本工程的重点。
每安装一节钢柱前，首先在钢柱上标设上、下中心线及相对标高，采用水准仪进行标高测量，当钢柱安装后，应对柱顶作一次绝对标高实测，然后根据实测值来控制下一节钢柱的标高，以便提前通过临时固定板及处理端部来进行控制。
2．柱垂直度的测控
本工程的钢柱垂直控制方法如下：用两台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，其余钢梁及柱的控制，通过基准点用经纬仪引至每层正装好的楼层上，用经纬仪从底层直接引上，以减少偏差，然后通过三点，在楼层上放置梁柱的定位线，并对梁柱进行复测、控制。

7钢柱、梁的安装测量措施
钢柱垂直误差测量控制程序：钢柱吊装后，跟踪测量校正à焊前测量校正à焊接后复测à把轴线向上翻，逐层传送轴线。依次循环。重要的钢柱，每7层左右从钢柱底部中心向上与焊后钢柱测定的中心线校核进行修正。
钢柱标高误差测量控制程序：钢柱标高误差主要来自构件加工制作上的误差、安装操作上的误差、现场焊接变形误差。
钢柱的测量校正主要包括标高测量校正、垂直度测量校正、偏差测量校正三部分。

每次柱子吊装前，先在柱顶架设水准仪，测出每根柱四个方向的顶点标高，根据标高偏差，决定柱子是否需要处理。由于前面所述的结构自重等因素影响，柱顶标高一般都偏低，加垫铁调高。
柱子就位好马上进行单根柱的垂直度校正，倾斜控制在1/1000内，以便钢梁的连接。待主梁全部安装完毕，作整体的垂直度测量，将测量结果加下截柱的轴线偏差，换算出校正后的柱顶轴线偏差。其中要考虑焊接收缩，局部向外侧倾斜预偏变形。
通过激光铅直仪作轴线控制。架设经纬仪，将钢柱顶作为一个平面层作一次整体的轴线测量，得到每根柱的焊前偏差报告，根据偏差决定焊接顺序，焊完后再作一次整体轴线测量，得出焊后偏差结果。以此作为一个循环程序，焊后偏差数据又作为上一节钢柱吊装校正纠正偏差方向的依据。
由于核心筒剪力墙的施工超前于外围钢结构，测量作整体平面控制后，必须对核心筒剪力墙作单独处理。直接利用靠近核心筒剪力墙的角部控制点通过自动安平激光铅直仪投点至爬模平台，在平台上架设经纬仪对传递上来的点位进行角度和距离复核。由于爬模平台稳定性较差，经纬仪水准管气泡经常偏中，需及时观查和调正仪器的对中整平。当点位误差在5mm内时，将正确的轴线投测在平台面及提升架和四周护栏等相对固定的地方。丈量钢柱、梁的轴线至轴线的距离，当偏差超过10mm时及时校正。
核心筒剪力墙的钢梁需先进行位置放线，经安装校正后其偏差值均控制在10mm内。钢柱、梁、楼梯的轴线和标高偏差均需做好记录，上报业主，经批准后才可浇筑混凝土。
钢柱轴线的控制采用激光传递方法，不可避免地产生累积误差。因为随着楼层的增高，激光点位要不断的上移，在本工程中一共迁移四次，分别为2层传15层、15层传30层、30层传45层，最后由45层传至顶层，每次对核心筒角部点进行角度距离的闭合。每次传递后，再由底层直接向上面投点交合，防止产生较大的积累误差。工程实践表明，采用这种办法能较好控制轴线传递的累积误差。
在一般钢结构中，钢柱测量是先用经纬仪测柱子垂直度，再加上下节柱轴线偏差，换算求得本节柱轴线偏差，把此时所得数据作为焊前或焊后的最终数据。
但拟在本工程测量中增加采用激光铅直仪作为控制双系统最终控制钢柱轴线偏差的方法，其优点为：
（1）激光铅直仪控制轴线误差积累比经纬仪测柱子垂直度逐层传递轴线小得多。
（2）通过激光铅直仪将轴线引到柱顶作为一个平面层，架设经纬仪进行一项整体轴线测量，由于是进行柱子的四面轴线观测，故能及时发现钢柱的扭转程度，弥补了经纬仪观测钢柱由于受施工环境限制，如钢柱外侧无法架设仪器进行观测。同时由于经纬仪观测柱子优势受地形限制往往仰角过大，视线过长而造成的误差，也能得到很好消除。