7.4预埋件精度控制及整体测量定位技术

广州歌剧院工程施工及施工总承包管理配合服务招标文件 支座编号 对应埋件类型 埋件顶标高H m 支座编号 对应埋件类型 埋件顶标高H m DQZ 01M7a0 873XQZ 01M11 0 162 DQZ 02M30 911XQZ 02M3 0 089 DQZ 03M30 911XQZ 03M2 0 084 DQZ 04M20 916XQZ 04M5a 0 110 DQZ 05M30 911XQZ 05M3 0 089 DQZ 06M30 911XQZ 06M3 0 089 DQZ 07M20 916XQZ 07M1 0 079 DQZ 08M20 916XQZ 08M3a 0 089 DQZ 09M20 916XQZ 09M1 0 079 DQZ 10M10 921XQZ 10M1 0 079 DQZ 11M10 921XQZ 11M1 0 079 DQZ 12M10 921XQZ 12M2 0 084 DQZ 13M20 916XQZ 13M8 0 137 DQZ 14M60 885XQZ 14M2 0 084 DQZ 15M90 853XQZ 15M2 0 084 DQZ 16M40 895XQZ 16M2 0 084 DQZ 17M30 911XQZ 17M3a 0 089 DQZ 18M30 911XQZ 18M3 0 089 DQZ 19M30 911XQZ 19M1 0 079 DQZ 20M50 890XQZ 20M2 0 084 DQZ 21M40 895XQZ 21M1 0 079 DQZ 22M60 885XQZ 22M1 0 079 DQZ 23M13 0 211XQZ 23M5a 0 110 DQZ 24M5 0 110XQZ 24M1 0 079 DQZ 25M2 0 084XQZ 25M2 0 084 DQZ 26M3 0 089XQZ 26M1 0 079 DQZ 27M1 0 079XQZ 27M1 0 079 DQZ 28M3a 0 089XQZ 28M1 0 079 DQZ 29M1 0 079XQZ 29M7 0 127 DQZ 30M1 0 079XQZ 30M1 0 079 DQZ 31M6a 0 115XQZ 31M1 0 079 DQZ 32M2 0 084XQZ 32M2 0 084 DQZ 33M4a 0 105XQZ 33M6 0 115 DQZ 34M3 0 089XQZ 34M4 0 105 DQZ 35M4 0 105XQZ 35M1 0 079 DQZ 36M5 0 110XQZ 36M2 0 084 DQZ 37M4 0 105XQZ 37M3 0 089 DQZ 38M3a 0 089XQZ 38M2 0 084 DQZ 39M4 0 105XQZ 39M2 0 084 DQZ 40M11 0 162XQZ 40M3 0 089 DQZ 41M6 0 115XQZ 41M2 0 084 DQZ 42M12 0 167XQZ 42M1 0 079 DQZ 43M6 0 115XQZ 43M2 0 084 DQZ 44M3 0 089XQZ 44M1 0 079 DQZ 45M3 0 089XQZ 45M1 0 079 DQZ 46M4 0 105XQZ 46M1 0 079 DQZ 47M1 0 079XQZ 47M2 0 084 DQZ 48M3 0 089XQZ 48M2 0 084 DQZ 49M4 0 105XQZ 49M11 0 162 DQZ 50M10 0 152XQZ 50M3 0 089 DQZ 51M6 0 115XQZ 51M1 0 079 DQZ 52M2 0 084XQZ 52M1 0 079 DQZ 53M2 0 084XQZ 53M1 0 079 DQZ 54M1 0 079XQZ 54M3 0 089 DQZ 55M3 0 089XQZ 55M9 0 147 DQZ 56M3 0 089XQZ 56M10 0 152 DQZ 57M4 0 105XQZ 57M8 0 137 DQZ 58M9 0 147XQZ 58M8 0 137 DQZ 59M60 885 DQZ 60M4a0 895 DQZ 61M20 916 DQZ 62M20 916 DQZ 63M20 916 DQZ 64M30 911 DQZ 65M20 916 DQZ 66M419 636 DQZ 67M625 160 DQZ 68M629 365 DQZ 69M1132 038 DQZ 70M1024 802 DQZ 71M723 630 DQZ 72M723 636 DQZ 73M927 803 DQZ 74M626 162 DQZ 75M422 584 歌剧院埋件标高多功能厅埋件标高 7 4 预埋件精度控制及整体测量定位技术 7 4 1 预埋件精度控制 7 4 1 1 埋件平面布置 本工程歌剧院和多功能厅围护结构的支座采用球型支座 支座下方设 60mm 厚钢板 M30 锚栓形式的预埋件 支座面标高主要为 0 000 和 1 000 两种 而预埋件标高为支座面标高减去支座高 度 其埋件布置和典型埋件形式如下图 广州歌剧院工程施工及施工总承包管理配合服务招标文件 7 4 1 2 埋件形式7 4 1 3 锚栓定位控制 为保证预埋件的埋设精度 采用临时型钢支架对其进行安装定位与稳固 如下图示 锚栓定位测量要点 1 利用土建施工测量控制网和在砼柱模板上弹设的定位墨线标识 作为对锚栓埋设的 测量控制基准 锚栓采用上下 套板进行定位 固定 锚栓之 间用钢筋焊接 连成一体 使 之形成稳固支 架 上套板在混凝 土浇筑达到强 度后拆除 下套板与砼柱 内钢筋进行焊 接固定 锚栓上的连接 钢筋与砼柱内 钢筋进行焊接 固定 广州歌剧院工程施工及施工总承包管理配合服务招标文件 2 在两块锚栓定位套板上精确弹放出轴线控制标识 并选上套板四个角作为标高控制 点 如下图示 3 分四步对锚栓进行测量控制 用经纬仪 水准仪和线锤先对定位套板进行安装定位 测量 其次待锚栓就位好固定前进行测量 主要测轴线位置 锚栓对角线和锚栓顶部标高 然 后在浇混凝土前对锚栓进行测量校核 最后在浇完混泥土进行锚栓的埋设成果测量 并在砼面 弹出定位墨线 7 4 1 4 埋件顶板定位控制 在钢结构球型支座安装前 仍利用已有的测量控制网 对锚栓进行轴线和标高复核 然后 测量混凝土面标高 在埋件顶板范围内 四周设置 8 个混凝土标高控制块 如图示 7 4 2 整体测量定位技术 7 4 2 1 钢结构测量总体思路 1 本工程钢屋盖异型复杂空间壳体结构 整个测量重点在于连接主 次梁的铸钢节点空 间位置和球型支座位置的精确定位 即在空间的轴线和高程测量 采用高精度全站仪对铸钢节 点进行空间三维坐标控制 采用高精度激光经纬仪和水准仪对球型支座的平面位置进行测量控 制 2 对于主舞台承重桁架和各区域附属的栅顶结构安装测量 利用已安装好的结构和总的 测量控制网在各自区域内建立相对独立的测量控制网 控制点设立在砼楼板上 用全站仪进行 测量控制网的建立 然后用激光经纬仪和水准仪进行安装测量控制 7 4 2 2 主要测量内容 本工程钢结构主要测量工作内容包括 球型支座安装精度测量 超大型复杂铸钢节点的空 间位置控制 钢结构现场拼装测量控制主舞台承重桁架和劲性钢柱测量控制 各区域附属栅顶 安装测量控制和各部位的校正测量监控等 7 4 2 3 测量前的准备工作 1 资料准备 对土建施工测设的控制网 基准点 柱基础沉降量记录进行复核 并经现场移交后形成记 录 保留相应资料建立技术档案 2 施工测量的技术资料 工程测量规范 GB50026 93 建筑变形测量规程 JGJ T3 97 钢结构施工验收规范 GB50205 2001 广州歌剧院施工图和钢结构深化设计图 3 测量人员配备 由于本工程测量的难度和工作量都非常大 为确保本工程优质高速的完成 钢结构测量人 员计划配备 8 人 序号人员人数 1测量工程师2 2测量员4 3测量工2 4 测量仪器 工具准备 砼块 上 贴 2mm 钢 板 埋件顶板 广州歌剧院工程施工及施工总承包管理配合服务招标文件 测量仪器 工具必须准备齐全 其中全站仪 经纬仪 水准仪 大盘尺等重量仪器 工具 必须送指定的计量所检定 送检过的仪器 工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 配备仪器和工具如下表 序号名称型号数量备注 1全站仪 配弯管目镜 徕卡 TCA20032控制测量 2经纬仪 正像 2 J24测量校正 3激光铅直仪1垂直引测 4水准仪索佳4标高测量 5经纬仪弯管目镜4垂直度校正 6对讲机健伍102km 7塔尺5m4标高测量 8水平尺8005预埋件测量 9激光反射接收靶100 1004接收反射点 10磁力线锤0 5kg4预埋件测量 11钢卷尺5m5测量放线 12大盘尺田岛牌 50m3测量放线 13三脚架公英制通用7架设仪器 7 4 2 4 钢结构测量控制网建立 本工程歌剧院 大石头 和多功能厅 小石头 钢结构测量控制网主要有球型支座安装 钢屋盖安装 主舞台顶部承重桁架安装和各区域栅顶结构安装所需的测量控制网 每个控制网 均包含轴线和标高控制基准点 根据规划部门提供的首级控制点和土建施工的测量控制网 采用全站仪在通视条件下进行 测点加密布置钢结构测量控制网 球型支座安装的测量控制网设在外围四周 轴线和标高控制基准点设在 0 000 平台上 轴线控制点间距为 27 35m 标高控制点设在控制网的四个角 此控制网也为钢结构主控制网 钢屋盖安装的测量控制网根据主控制网在建筑物内部引测加密点 建立二级控制网 二者 共同构成屋盖安装的测量控制网 在测量过程中 根据屋盖铸钢节点的具体位置 在建筑物混 凝土楼盖上建立相应的区域性测量控制网 主舞台顶部承重桁架安装的测量控制网主要利用屋盖安装时建立的二级控制网 并通过全 站仪引测至混凝土楼盖上 建立区域性控制网 各区域栅顶结构安装的测量控制网利用根据主控制网在建筑物内建立的二级控制网 说明 建筑物四周为主测量控制网 内部为二级控制网 7 4 2 5 轴线基准点组的建立 根据测量控制网 用全站仪和激光铅直仪进行钢结构安装定位和校正测量 并在相应楼层 面测设轴线控制点 7 4 2 6 高程水准点组的建立 考虑到基础沉降和建筑物压缩变形的实时监控需要 在建筑物外围远离沉降影响的范围外 布置一闭合水准路线 该路线共由四个水准点组成 作为全部标高测量的基准 用水准仪引测各区域标高控制点到固定构筑物 砼柱 上 做 1 0M 标高线 并用油漆做 好标记 标高控制点的引测采用往返观测的方法 广州歌剧院工程施工及施工总承包管理配合服务招标文件 7 4 2 7 轴线控制点引测及竖向传递 1 制作激光捕捉辅助工具 提高点位捕捉的精度 减少分阶段引测累积误差 示意如下 透明塑料薄片 中间空洞便 于点位标示 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 第一个激光点在激光接收靶 上 分别旋转铅直仪 90 180 270 用上述同样的方法捕捉到四 个激光点 取四次激光点的几何中心即为本 次投测的真正点位位置 2 激光点穿过楼层时需在浇筑砼前预留 200 x200 的孔洞 浇筑砼后测放引线至各楼层 做法示意如下 0 000m 楼面点位做法及保护 穿过功能楼层做法 说明 将钢板用胶水粘贴在砼楼面上然后打上样 冲眼标示中心点位置 说明 浇筑砼后木盒不拆除以防楼面垃圾物堵塞 孔洞 对点时用麻线绷紧在小铁钉上以便找准中 心点 用完后将麻线拆除 以免堵塞激光孔 7 4 2 8 高程控制点的竖向传递 对于标高控制点的竖向传递 有两种方法可供选择 比较如下 方法 项目 钢 尺全 站 仪 综合改正温度 拉力 尺长改正仪器自动改正 引测原理钢尺精密量距三角高程测量 数据处理人工计算程式化自动处理 误差分析 系统误差 客观因素 偶然误差 人为因素 累积误差 人为因素 系统误差 客观因素 示意图 重锤 H 目标高度 H0 后视标高 阻尼液 H 需改正 吊钢尺 L HO 基准标高 Z 目标高度 H 计算式 H H0 HZ H0 H LSin 比较结论过程繁琐 累积误差大简便 快捷 精度高 选择全站仪进行高程传递 其具体方法示意如下 广州歌剧院工程施工及施工总承包管理配合服务招标文件 节点上表面定位点节点下表面定位点 全站仪标高基准点垂直引测示意图 z2 后视标高h0 z1 H h0 z1 z2 a 说明 当仪器架设在a 30度的锥形范围 内时 均可保证高程的精确传递 7 4 2 9 球型支座安装测量技术 球型支座安装测量主要为安装前的平面轴线和标高定位测量以及就位后的校正测量 主要 采用全站仪 经纬仪和水准仪进行测放 安装之前在支座底板和顶板上标好中线 其测量步骤 为 复核锚栓轴线位置和标高 埋件顶板安装测量定位 主要为标高控制 球型支座定位轴 线测放 支座标高复测 7 4 2 10 屋盖安装测量技术 钢屋盖安装测量主要包括 临时支撑胎架安装定位与校正 铸钢节点安装定位与校正 主 次梁安装校正 1 临时支撑胎架安装定位与校正测量 通过测量控制网 用全站仪和激光铅直仪投放出临时胎架底部的就位轴线和标高 并做好 墨线标识 待胎架搭设后用两台经纬仪对其进行垂直度校正 用大盘尺和水准仪对顶部的标高 进行测量 使胎架的垂直度和标高符合规范和铸钢节点安装定位要求 2 铸钢节点安装定位与校正测量 本工程测量工作的重点就是铸钢节点安装定位与校正测量 它关系着整个屋盖的最终成型 由于每个节点上有 5 8 个连接主梁的分枝 各分枝的位置处于三维空间状态 这构成了铸钢 节点形态各异 空间位置各异 因此必须采用三维坐标控制法实现铸钢节点的安装定位与校正 工作 1 铸钢节点定位采用三维坐标测量 坐标精度要求非常高 必须配置高精度全站仪 本工程拟选徕卡 TCA 2003 全站仪作为主要测量仪器 并配反射薄膜贴片 徕卡 TCA 2003 角度测量精度 5 测距精度 1mm 1ppm 3 0 秒 2 铸钢节点定位与校正测量流程 三维坐标换算与标识 控制点位引测 节点定位装置测量 铸钢节点校正测量 三维坐标换算与标识 利用在铸钢节点深化设计时建立的三维模型 根据节点中心的三维 坐标值 换算节点中部和分枝端部的上下表面处三维坐标值 铸钢节点表面上测量点的选取 要遵循以下三个基本原则 端口向内 300mm 点位尽量在同一个可视平面内 点与点之 间距离尽量拉大 每个铸钢节点表面应选取不少于 3 点 点位选取在铸钢节点端口向内 300mm 是钢结构焊接后位置偏差测量的需要 如点位临近 端口 焊接过程中金属熔化或焊后打磨可能会将点位破坏去除 使焊接后的偏差难于测定比较 在制造过程中 经三维坐标检测仪检查后 对选取的测点打上样冲眼 如下图示 控制点位引测 由于钢屋盖下方的各区域混凝土结构顶部高度相差较大 使得铸纲节点处 于悬空 而且铸钢节点也不在同一个平面上 相互高差较大 因此为便于节点定位和校正测 量 需根据主测量控制网在混凝土楼顶上或临时支撑胎架上设置测量控制点 作为测量后视点 节点定位装置测量 在每个临时支撑胎架上方设置节点定位装置 装置安装测量采用经纬 仪和水准仪进行轴线和标高测量 而与铸钢节点接触的限位器顶面的位置采用全站仪进行三维 广州歌剧院工程施工及施工总承包管理配合服务招标文件 坐标进行控制 该接触面的三维坐标以铸钢节点下表面定位点的坐标值为依据进行确定 铸钢节点校正测量 铸钢节点安装就位后 采用全站仪进行测量校正 观测节点表面定位 点的三维坐标是否与事先确定的值相吻合 随着千斤顶或丝杆等器具的调节动作 逐步完成节 点校正测量 校正测量分两步 即节点就位校正测量和主梁安装就位后对节点的复核测量 3 铸钢节点三维坐标测量要点 在楼面或相邻的临时支撑胎架上架设全站仪 在节点上表面测量点上安放自配的手持式 小棱镜 而在节点下表面测量点上 贴反射薄膜贴片 膜片中心与节点上十字中心重合 因膜 片厚度 1mm 全站仪数据面板显示的 Z 坐标读数即为该点的实际数值 省略了反射棱镜垂直 对中和 Z 坐标值换算的麻烦 在同一点上 全站仪每次架设高度不可能一致 也没规律可寻 若用钢尺量取仪器中心 的高度 则误差较大 不能满足精度要求 因此在正式施测前 对一个已知高程点作 Z 向坐标 的比测 将测得的数据直接在全站仪上进行数据改正 铸钢节点测量方式见下图 铸钢节点测量测量示意图 3 主次梁安装校正测量 该部分测量主要为主次梁的地面拼装和高空安装中的测量 1 主次梁拼装时 用经纬仪在拼装平台上测放出梁中线和轮廓投影线 并作好墨线标 识 安上定位器 用水准仪进行拼装胎架抄平 由于主梁较长 且大部分主粱截面在空间位置呈倾斜状态 拼装时 需要根据设计和规范 要求对截面高宽两个方向进行起拱 两个方向的起拱值在深化设计时建模计算确定 用经纬仪在拼装平台上测放出截面宽度方向的轮廓线和起拱线 然后用线锤和钢卷尺在跨 中测量两者间的距离 对于高度方向的起拱值则先用水准仪对临时支点进行测量 调整支点高 度 然后用线锤和钢卷尺测量跨中底面与测量控制点间的距离 同样 次梁的拼装起拱测量方式与主梁类似 起拱测量如下图 2 主梁和次梁的安装校正测量 主要是用水准仪 线锤 钢卷尺等器具对梁跨中和梁 端垂直度 标高 梁间距进行测量 7 4 2 11 主舞台顶部承重桁架安装测量技术 1 主要控制项目为直线度 侧向弯曲 垂直度 局部扭曲 起拱度 钢桁架加载前所 设计的合理的反变形量 2 拼装起拱和拼装定位测量 拼装前在拼装平台上测放出桁架轮廓线和下弦起拱线 用 墨线和红油漆作出定位标识 通过线锤和卷尺测量起拱值 方法同钢屋盖主梁拼装起拱测量类 似 N 12 7304 0 9866 Z 6 1474 梁宽度方向起拱测量示 意图 梁高度方向起拱测量示 意图 广州歌剧院工程施工及施工总承包管理配合服务招标文件 3 拼装中 用水准仪测量桁架平面标高 通过千斤顶 楔铁等工具的调整 实现桁架直 线度和扭曲在规范要求内 4 安装就位后 利用靠尺对桁架上下弦跨中和端部中心线平移 500mm 采用经纬仪和线 锤测量上下弦跨中 两端的侧向弯曲和垂直度 并通过缆风绳或刚性支撑调节 用水准仪测量 下弦跨中和两端的标高 并通过千斤顶装置的调节实现桁架的下挠度满足设计要求 7 4 2 12 主舞台劲性钢柱的安装测量技术 主舞台劲性钢住