一級(jí)結(jié)構(gòu)師輔導(dǎo)：高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量1

　　一。 工程背景轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　隨著建筑市場(chǎng)的發(fā)展以及建筑水平的提高，高層和超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑逐步增多。在鋼結(jié)構(gòu)工程安裝過(guò)程中，測(cè)量是一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)又非常重要的工程，測(cè)量精度的高低直接影響到工種質(zhì)量的好壞，是衡量鋼結(jié)構(gòu)工種質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。

　　上海浦東國(guó)際金融大廈是一座高達(dá)226M的超高層鋼結(jié)構(gòu)工程，地處東方明珠附近，是目前上海僅次于經(jīng)貿(mào)大廈的超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，該工種地下3層，地上53層，中央核心筒為勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外圍是由19節(jié)鋼柱組成的鋼結(jié)構(gòu)。工程采用"天圓地方"的設(shè)計(jì)方案，造型新穎。美觀，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大，安裝精度要求高。

　　高層建筑鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量時(shí)首先根據(jù)底層的控制點(diǎn)向施工層面投點(diǎn)，然后根據(jù)投點(diǎn)進(jìn)行各鋼柱的放樣。放樣的精度一方面取決于投點(diǎn)的精度，另一方面取決于施工放樣的方法。為提高鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量的精度，對(duì)從底層引上來(lái)的點(diǎn)進(jìn)行邊角測(cè)量，再進(jìn)行平差處理，提高控制點(diǎn)的精度;施工放樣時(shí)若使用常規(guī)儀器如經(jīng)緯儀。鋼尺按常規(guī)放樣方法，由于受施工現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，外業(yè)放樣人員須進(jìn)行大量繁鎖的計(jì)算工作，實(shí)際測(cè)量要求的作業(yè)人員很多，因此不僅精度低、速度慢、容易出錯(cuò)。鑒于此種情況，開(kāi)發(fā)一套適用主高層鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝的實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)是非常的，利用便攜式計(jì)算機(jī)直接讀取全站儀的測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件自動(dòng)進(jìn)行處理，簡(jiǎn)化外業(yè)測(cè)量工作，并能提高精度。

　　二。 引點(diǎn)

　　通過(guò)預(yù)埋孔，從底樓基準(zhǔn)控制點(diǎn)運(yùn)用萊卡ZL天頂儀配合DL2激光議依次投測(cè)到所需施工樓層，并用激光接收板接收。慢慢旋轉(zhuǎn)鉛直儀(0o、90o 、180o 、270o 、360o)，便在接收板上得到一個(gè)激光圓，圓心即為該控制點(diǎn)的接收點(diǎn)。對(duì)接收點(diǎn)組成的控制網(wǎng)進(jìn)行角度、距離測(cè)量，由于投點(diǎn)存在誤差，因此測(cè)量的角度和邊長(zhǎng)與已知存在一定的差異，需進(jìn)行平差處理，以提高控制點(diǎn)的精度。由于每個(gè)點(diǎn)都可能存在投點(diǎn)誤差，因此本工程采用 逆自由網(wǎng)平差，下面闡述具體的模型及計(jì)算過(guò)程。

　　首先按邊長(zhǎng)和方向列誤差方程式：轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

　　式中，n為觀測(cè)值個(gè)數(shù)，m為未知數(shù)個(gè)數(shù)。

　　坐標(biāo)近似值采取底層控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)，在偽逆平差時(shí)保持了這些點(diǎn)的重心坐標(biāo)以及各點(diǎn)到重心坐標(biāo)的±1mm向徑加權(quán)方位角以該向徑距離平方為權(quán)的帶權(quán)平均數(shù)保持不變。實(shí)際平差時(shí)獲得的各點(diǎn)精度均小于，從而保障了施工測(cè)量放樣的精度，以此作為本樓層細(xì)部平面放線的依據(jù)。由于引上來(lái)的點(diǎn)為空心，無(wú)法測(cè)定其高程，高程標(biāo)志一般放置于核心筒的封面上，用鋼尺傳遞高程時(shí)，在進(jìn)行放樣時(shí)，安置儀器于控制點(diǎn)上，儀器橫軸的高程可以由全站儀視線水平讀取標(biāo)尺的讀數(shù)獲得，這樣就可以進(jìn)行三維坐標(biāo)的放樣。若引點(diǎn)不夠多，或樓層形狀改變時(shí)可由已有的控制點(diǎn)加密出一些新的控制點(diǎn)，然后再進(jìn)行引點(diǎn)。

　　三。 鋼結(jié)構(gòu)安裝

　　實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)針對(duì)常規(guī)測(cè)量存在的問(wèn)題，采用VB和ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合開(kāi)發(fā)了Windows95下的實(shí)時(shí)鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)采用便攜式計(jì)算機(jī)與全站儀相連，通過(guò)放樣程序操縱全站儀進(jìn)行測(cè)量，自動(dòng)取得測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算顯示出點(diǎn)位和糾偏信息，當(dāng)偏差滿足要求時(shí)就可以將測(cè)量的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理、繪圖打印報(bào)表等。下面分別對(duì)實(shí)時(shí)鋼結(jié)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行闡述。

　　1. 臨時(shí)控制點(diǎn)的測(cè)定方法與精度樓層施工時(shí)，縱橫鋼梁較多，視線經(jīng)常被擋，因此僅在幾個(gè)引測(cè)的控制點(diǎn)上難以滿足施工測(cè)量的需要。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選定合適的位置，既能看到已知點(diǎn)又適合施工放樣。首先控制點(diǎn)坐標(biāo)可以由以下幾種方法測(cè)定：一是極坐標(biāo)法，需在已知點(diǎn)上設(shè)站測(cè)量邊長(zhǎng)和角度，該種方法其誤差一般不受控制點(diǎn)網(wǎng)形的影響，誤差主要來(lái)自角度和邊長(zhǎng)的測(cè)量誤差，一般其點(diǎn)位的誤差可達(dá)到2-3mm.二是采用前方交會(huì)方法，需在兩個(gè)已知點(diǎn)上放置儀器，且待定點(diǎn)的點(diǎn)位誤差受網(wǎng)形的影響較大。三是儀器直接放在待定點(diǎn)上進(jìn)行距離交會(huì)，其點(diǎn)位誤差同樣受網(wǎng)形的影響很大，當(dāng)待定點(diǎn)位于以兩個(gè)已知控制點(diǎn)為直徑的圓周上時(shí)，其誤差

　　2.鋼柱中心坐標(biāo)的計(jì)算上海浦東國(guó)際金融大廈的鋼結(jié)構(gòu)有兩種，一種是空心的圓柱鋼管，一種是H型鋼柱。無(wú)論是空心圓柱還是H型鋼柱一般都無(wú)法直接觀測(cè)柱頂與柱底中心，因此只能通過(guò)觀測(cè)其他位置來(lái)計(jì)算中心點(diǎn)的坐標(biāo)，下面分別闡述空心圓柱鋼管H型鋼柱中心坐標(biāo)測(cè)定和計(jì)算方法。

　　對(duì)于圓柱鋼管觀測(cè)左右兩側(cè)邊緣的水平角并在同一截面上貼上一個(gè)反光貼片，如圖1所示， k為測(cè) 站點(diǎn)，p為方向控制點(diǎn)，鋼管中心為o ，b較均勻而當(dāng)網(wǎng)形不好時(shí)其誤差較大，表1計(jì)算了待定點(diǎn)位于不同位置其誤差的不同結(jié)果，其中已知控制點(diǎn)坐標(biāo)A(0，100)，B(100，0)，P 為未知點(diǎn)，邊長(zhǎng)觀測(cè)精度為±(1mm+10-6D )當(dāng)P點(diǎn)坐標(biāo)為(47，52)時(shí)其誤差橢圓長(zhǎng)半徑達(dá)到7cm.四是在距離交會(huì)時(shí)加測(cè)一個(gè)角度，即測(cè)站放在未知點(diǎn)上，在測(cè)距離的同時(shí)觀測(cè)該點(diǎn)到兩個(gè)已知點(diǎn)的夾角，這樣其誤差可得到有效的控制，對(duì)同樣的距離交會(huì)數(shù)據(jù)加測(cè)一個(gè)角度，角度觀測(cè)中誤差為 ± 5秒，設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果同樣列于表1，該結(jié)果表明加測(cè)一個(gè)角度的距離交會(huì)方法精度較好。與其他方法相比該方法不僅保證了精度，而且測(cè)站直接放置于待定點(diǎn)上，在測(cè)定本身坐標(biāo)的同時(shí)便可進(jìn)行施工放樣，因此實(shí)用方便，在上海浦東國(guó)際金融大廈工程中主要是使用了該方法，在軟件中也設(shè)置了便攜機(jī)與全站儀直接連接的測(cè)量與坐標(biāo)計(jì)算功能。轉(zhuǎn)自環(huán)球網(wǎng)校edu24ol.com

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