QC成果运用GSRK技术提高航站楼弧形结构轴线控制精度

运用GPS-RTK技术提高弧形结构轴线控制精度工程概况布拉柴维尔玛雅玛雅国际机场空港设施现代化及重新整治项目是中刚两国政府一揽子合作协议项下的项目。项目内容包括：设计、新建一座约4.5万平米的航站楼、一个8000平米的宾馆、以及一个航空俱乐部、电力中心、跑道设备库。合同总价约1.8亿美元。其中航站楼工程为整个项目的重中之重。总用地面积为9.34公顷，东西长263米，南北长约355米。总建筑面积为43841.63平方米，航站楼主体为地上两层，地下一层，局部设置夹层。建筑高度为28.85米。二层以下结构形式主要为混凝土框架结构，局部为钢结构；二层以上为钢结构；屋面为大跨度弧形钢结构桁架。航站楼建成后将每年可以接纳200万旅客。该工程在设计过程中以多条弧形轴线（如下图所示）为主,使得该工程的测量放样工作较其他工程更为复杂,而且工作量也很大。对此，我们QC小组决定攻关这一课题。采用常规的方法,用经纬仪及钢尺进行放样,无法完全有效的保证施工放样的精度,而且效率低、费时、费力；采用全站仪在测量过程中必须有两个控制点,而且必须两者之间可通视,需要进行多次架站才能完成测量工作，累积测量误差较大，也不能满足工程技术要求。我们采用GPS定位仪以坐标法进行放样测量工作,提高了测量的工作效率和质量。GPSRTK是以载波相位观测量为根据的实时差分测量,RTK全称载波相位动态实时差分(Real-timekinemat2ic)。它能够实时地提供测站点在指定系统中的厘米级精度的三维定位结果。它通常由3部分组成,即信号接收部分(接收机及天线)、实时数据传输部分(数据链,俗称电台)和实时数据处理部分(控制器及其随机实时数据处理软件)。RTK的测量距离一般都在10公里左右，所以在常规测量的时候，只需要基准站架设一次就可以完成测量工作。根据GPS—RTK的工作原理,其测量的每个点的误差均为随机误差,没有误差积累,且基线越长误差率越小,减少常规测量的连续设站、转站而导致测量误差累积和传递。二、小组简介我们针对这一课题组成了QC小组进行现场攻关，小组人员名单如下：小组名称威海国际公司刚果果布玛雅机场场项目组QC小组课题运用GPS-RTTK技术提高弧弧形结构轴线线控制精度小组类型现场攻关型成立时间2009年1月注册登记号Q09-01小组成员共六人姓名性别年龄文化程度项目部职务QC小组分工男43本科项目经理组长男33本科技术部经理副组长男34本科工程师组员男32本科技术部副经理组员男32本科工程师组员男46高中木工班长组员课题活动时间2011年3月～～2011年12月平均受教育时间80课时三、选题理由外部环境要求本工程为刚果布政府的重点工程，也是我公司形象工程。落实创名牌、出精品的企业发展战略，充分发挥广大职工的积极性和创造性，进一步提高工程质量，增加公司的经济效益与市场竞争力。公司质量方针质量至上建精品，诚信合作创名牌。工程技术难点本工程中对圆弧结构的定位放线是难点之一，定位放线精确与否将直接影响工程施工质量，并为后期的钢结构安装奠定良好基础。经验积累考虑今后将会有更多的类似的异形复杂结构出现，为今后的施工积累经验选择课题运用GPS-RTK技术提高弧形结构轴线控制精度四、现状调查调查一：我们QC小组针对本工程实际情况和测量放线的要求，对《工程测量规范》GB50026-93、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）进行详细了解，得出轴线的允许偏差δ≤5mm。调查二：2011年3月，小组对已完成施工航站楼一期工程的轴线定位情况进行调查，共抽查60个点，其中15个点的偏差δ＞5mm，合格率为75％。为了弄清轴线偏差的原因，我们QC小组做了进一步的调查、统计、分析，结果如下：弧形结构轴线控制不合格项目调查表表3序号项目名称频数（点）累计频数（点）频率（％）累计频率（％）1放线难度大747474742放线所用基准点发发生位移8828823仪器精度不高6886884模板安装偏位5935935场地条件复杂4974976其他310031007总频数100100制表：吕世昌日期：2011年3月16日弧形结构轴线控制不合格项目排列图74%97%93%88%82%3456874100%60%20%40%80%074%97%93%88%82%3456874100%60%20%40%80%0通过以上数据分析，弧形结构施工放线难度大为影响轴线控制精度的主要因素。五、目标确定及可行性分析1、目标确定2、可行性分析（1）公司领导和质量技术部高度重视，为QC小组提供了强有力的技术支持；（2）项目部施工管理人员专业素质高，有丰富的测设经验，小组成员熟练掌握各种测量仪器及制图软件；（3）小组成员团结协作，攻关积极性高。结论：活动目标可以实现。六、原因分析小组成员对“施工放线偏差大”的原因进行了分析，并一一列举在原因分析图上。原因分析图制图：日期：2011年3月20日七、要因确认小组就产生“放线难度大”问题召开会议并展开讨论，针对以上10个末端原因，通过要因确认表，逐一进行确认。序号末端原因要因确认确认方法结论1人员技能不高、经经验不足现有人员尽管从事事测量多年，但但是GPS控制测量经经验少，对其其使用方法和和操作顺序，操操作规程都不不太熟悉，使使用过程中因因数据输入、参参数设置不合合理等造成的错误误较多，导致致定位放线的的误差较大。调查分析要因2责任心不强技术人员全为QCC小组成员，全全部100%参加了QC教育，而且且有分公司经经理直接领导导，对工程质质量非常重视视，态度端正正，责任心强强。调查分析非要因3仪器老旧未校正经过检查放线所用用的GPS定位仪、500m长钢尺、5mm卷尺均经过过正常检校，各各项性能、指指标均合格，能能够满足正常常使用。调查分析非要因4测量仪器精度低采用SOUTH灵锐SS82电子GPS定位仪，在在测量过程中中其平面精度度和垂直精度度都在10mm以内,可以满足控控制测量的精精度要求。调查分析非要因5坐标点计算工作量量大且繁琐。图纸中的定位轴线线多采用极坐坐标方式表示示，需换成直直角坐标，才才便于现场施施测。各细部部尺寸不明确确，使得轴线线定位的坐标标计算非常复复杂，有的甚甚至无法计算算。调查分析要因6闭合检查不到位由于时间紧迫，工工期短，项目目技术人员对对闭合检查工工作不重视，放放完线便进行行下道工序施施工，没有足足够的时间和和力量进行轴轴线复核，闭闭合工作，致致使许多问题题无法发现，影影响放线精度度。调查分析要因7基准点精度不高基准点由业主重新新提供，坐标标精度没有问问题。调查分析要因8基点四周没有保护护措施基准点设置在基地地篮球场附近近，车辆、人人员进出较少少，并刷警示示色做标志。经经检查基点位位置准确，保保护得当，并并未触动。现场验证非要因9楼地面积水多为避免砼养护、楼楼地面积水影影响放线，在在放线之前，交交代工人如有有积水及时清清扫现场验证非要因10障碍物多，影响仪仪器接收卫星星信号。1、基准站设置在工工地办公室，该该处视野开阔阔，附近无阻阻挡卫星信号号的障碍物，可可以保证有比比较好的卫星星信号接收环环境,既要有比较好的卫卫星信号接收收环境,减少多路径径的影响,又要使其发发射的数据链链信号稳定可可靠、信号盲盲区尽可能的的少。2、施工现场场无树木、建建筑遮挡，移移动站接收信信号良好。现场验证非要因要因确认表制表：日期：2011年4月1日通过要因确认，我们认为人员技能不高、经验不足，坐标点计算工作量大且繁琐，闭合检查不到位为影响课题目标的主要因素。八、制定对策在确定主要影响因素后，小组成员集中针对以上3个主要因素运用5W1H方法进行综合分析，制定了以下对策。序号原因对策目标措施负责人时间地点1人员技能不高、经经验不足对技术人员进行培培训参加放样人员培训训达100%1、进行对GPS定定位仪使用的的培训；2、专业人士现场指指导；3、组织技术人员现现场实践练习习2011.4.11至2011.4.225会议室2坐标点计算工作量量大且繁琐利用电脑软件计算算掌握AutoCAD放放样使用方法法1、研究运用AuttoCAD软件进行坐坐标运算的方方法2、运用Excel软件建建立控制点坐坐标库。3、现场实际放样2011.4.110至2011.4.112会议室3闭合检查工作到位位提高重视完善制度加强闭合检查工作1、提高对闭合检查查的重视2、制定相关检查制制度3、现场实际监督检检查2011.6.11至2011.12..10施工现场制表：日期：2011年12月20日九、对策实施实施一：进行培训，掌握GPS定位仪使用方法

1、4月4日项目经理于江卫、技术经理步强组织项目全体技术人员培训GPS定位仪的相关知识，就GPS定位仪的支设、参数设置、坐标测量、坐标放样、测距等诸多常用功能及其使用方法，操作规范等做了详细介绍。2、4月16日请公司有经验的工程师亲临现场指导，详细讲解了在实际使用过程中常遇到的问题及其解决方法以及减少误差的一些方法，并现场做了示范。

3、由技术经理步强组织所有技术人员经常性进行了练习，熟悉其使用方法，了解其使用功能，学会熟练准确地操作仪器。结论：经过培训学习和现场实践练习，技术人员更熟练的掌握了GPS定位仪的使用方法和常用功能。实施二：运用CAD软件中自动标注各点坐标并建立坐标库。1、4月10日，技术经理步强组织大家将本工程的轴线定位图复制到工程定位规划图中，根据已知基准点的坐标，运用CAD软件的坐标标注功能，标注所需点位的坐标。2、将本工程所有的轴线控制点全部输入EXCEL表格中，建立坐标库（详见下图），运用EXCEL软件的计算功能，复核相邻两点的距离。1-1~1-100/1-A~~1-F柱子控制坐坐标库单位：M序号轴线XYX向(东西)距离Y向（南北)距离备注11-A1-1527889.88039529183..1748.18547.999921-2527894.88689529189..6048.18548.000031-3527900.00889529195..9098.18547.999941-4527905.44619529202..0848.18538.000051-5527910.99839529208..1268.18548.000061-6527916.66519529214..0328.18547.999971-7527922.44629529219..7978.18548.000081-8527928.44129529225..4188.18538.000091-9527934.44979529230..8928.18558.0000101-10527940.77159529236..21773.52208.0000111-B1-1527883.445859529188..0478.38098.0000121-2527888.664429529194..6318.38087.9999131-3527893.998939529201..0868.38098.0000141-4527899.449059529207..4098.38088.0000151-5527905.114459529213..5958.38098.0001161-6527910.99489529219..6418.38088.0000171-7527916.889749529225..5448.38088.0000181-8527922.998939529231..38.38098.0000191-9527929.2229529236..9058.38098.0000201-10527935.558589529242..35673.49898.00003、在现场实际放样过程中，吕世昌跟踪检查，保证放样精度。结论：采用电脑软件进行计算后，坐标计算不准确的主因解决了。实施三：测量、复核人员交叉操作，定期复测1、在现场实地放线前，在电脑上进行校核，查核各放线点之间关系是否准确。2、测量、复核人员交叉操作，从不同位置关系进行复核，确保现场放线无误。结论：加大闭合检查后，避免了一些因放线不仔细造成误差的出现，提高了圆弧放线精度。十、效果检查2011年12月30日，小组成员对整个弧形结构的轴线精度进行调查，通过QC活动，我们取得了预期的效果。1、轴线控制精度提高由于采取以上措施，使弧形结构的轴线控制精度提高，完成目标任务，抽查80个点，其中74个点的偏差δ≤5mm，合格率为92.5％。活动前活动前目标值活动后5mm合格率75％≤5mm合格率90％≤5mm合格率92.5％轴线精度提高活动成果示意图制图：吕世昌日期：2011年12月25日2、社会效益通过QC小组活动的实施，使工程的整体质量水平上了一个台阶，受到甲方、监理的一致好评，为公司树立了良好的社会形象。3、自身素质提高QC小组成员掌握了较为先进的施工测量技术，提高了自身的素质。十一、巩固措施通过这次QC活动，项目部QC小组编写《刚果布玛雅机场玻璃钢模板施工》，作为GPS定位仪在