空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法

空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》是中建一局建设发展公司、中建一局钢结构工程有限公司、中建一局华中建设有限公司、河北建工集团有限公司完成的建筑类施工工法；作者分别是张胜良、冯世伟、陆静文、安占法、王喜国、郭天宇；适用范围是复杂形状、复杂环境的钢结构节点三维空间定位测量，特别是体育场馆等不规则钢结构节点的三维空间定位测量。《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》主要的工法特点是作业效率高；精度高；设站灵活。2008年1月31日，《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2005-2006年度国家二级工法。形成原因形成原因随着建筑工程技术的进步，延性多面体空间钢框架结构等应用越来越多、造型越来越复杂。如何保证不规则钢结构三维空间精确测量定位是一个新的技术课题。在中国之外，一些发达国家利用测量机器人进行三维空间自动测量，但造价昂贵。在中国国内，解决这一问题的方法有两种：一是GPS-RTK，其精度在2-3厘米左右，与施工要求的5毫米有很大差距；二是两台经纬仪进行交会，这种方法在通视条件恶劣的施工现场难以达到。国家游泳中心工程结构杆件异常复杂和多样，仅杆件总数就有根，焊接球9843个，且只有1%的杆件有规律性，99%的杆件其型号和节点都不一致，杆件及节点总重量约6300吨，且现场通视条件差。为了保证测量的精确性，中建一局建设发展公司经过多次试验论证后将杆件节点三维空间坐标分解为二维平面坐标和高程，采用高精度的Leica全站仪对节点进行平面定位测量；采用高精度水准仪控制其高程；并在节点球上标出杆件连接位置，保证杆件中心线穿过节点球中心，快速高效地完成了国家游泳中心的钢结构三维空间定位测量工作。为此，中建一局建设发展公司编制了《空间钢结构三维节点快速定位测量施工工法》。

工法特点工法特点《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》的工法特点是：1.作业效率高该工法测量作业操作与钢结构安装人员配合简便有效，及时满足现场钢结构安装需要。采用常规方法每天只能测量校正5-6个球节点；采用该工法测量，球节点测量安装速度每天可达到60~70个，提高作业效率，大大加快施工进度。2.精度高由于全站仪与计算机实现双向通讯，测量数据自动传输到全站仪内存，系统实时计算出点位坐标和偏差信息数据，保证杆件节点连接安装的准确性。3.设站灵活因为全站仪设站灵活，可以在不同的现场条件下选择最佳位置设站，减少其他工序对测量的干扰，反之也减少了测量对其他工序的干扰。

操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》适用于复杂形状、复杂环境的钢结构节点三维空间定位测量，特别是体育场馆等不规则钢结构节点的三维空间定位测量。

工艺原理《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》的工艺原理叙述如下：将钢结构节点三维空间坐标简化为二维平面坐标和高程，采用高精度的Leica全站仪对节点进行平面定位测量，采用高精度水准仪控制其高程。精确计算节点球与杆件的安装连接数据，在节点球上标出连接记号，按照节点球上标记安装杆件；保证杆件中心线过球中心。

施工工艺《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》的工艺流程是：测量方案设计→控制测量→计算各样点坐标并存入全站仪内存建立数据库→球节点三维空间定位测量→杆件就位测量→三维空间位置复测校核及误差消除。

《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》的操作要点如下：一、测量方案设计钢结构安装的关键是要保证球节点和杆件的准确连接，因此节点定位测量的重点就是保证杆件中心线通过球中心点。空间钢结构三维节点定位测量思路：采用高精度测量仪器进行球节点的空间三维定位，按照节点球上标记安装杆件，保证杆件中心线过球中心。精度分析。在钢结构定位测量中，影响定位测量精度的主要是点位的平面定位精度，而影响平面定位精度的因素主要是测角误差和测距误差。材料设备材料设备《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》所用的材料及设备明细如下：1.基本仪器设备，各种仪器设备经检定合格并在检定有效期内。2.全站仪的主要性能全站仪型号为LeicaTCRA1201，主要技术性能指标如下：质量控制质量控制《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》的质量控制要求如下：1.质量要求按《建筑施工测量技术规程》DB11/T446-2007和《钢结构工程施工质量验收规范》GB-2001等规范执行。2.导线的主要技术要求3.水准测量的主要技术要求4.节点球支承面顶板、节点球位置的允许偏差（毫米）5.钢框架结构安装的允许偏差（毫米）安全措施安全措施采用《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：1.严格遵守施工现场安全管理规定。2.测量人员进入施工现场时首先进行安全培训，并进行书面安全交底。3.进入施工现场必须佩带好安全用具，安全帽戴好并系好帽带；不得穿拖鞋、短裤及宽松衣物进入施工现场。4.作业人员处在建筑物边沿等可能坠落的区域应佩带好安全带，并挂在牢固位置，未到达安全位置不得松开安全带。5.在场内、场外道路进行作业时，要注意来往车辆，防止发生交通事故。6.在建筑物外侧区域作业时，要注意作业区域上方是否交叉作业，防止上方坠物伤人。7.观测作业时拆除的防护及护栏应及时恢复。8.作业之前对作业人员进行安全讲话，每周向该工程测量人员进行书面安全交底，保证作业过程中的安全。9.仪器设备在运送过程中，仪器携带者应将仪器放在车厢上或稳定的位置。环保措施环保措施《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》的环保措施如下：1.测量作业人员进入现场先进行环保培训，提高人员环保意识。2.购置环保仪器设备，对于全站仪等红外线、激光、电磁波测量仪器，选用环保无放射和灼热的类型，避免在现场作业中灼伤人眼。3.作业现场测量标识用的红油漆、墨汁在作业过程中要妥善保管，避免遗洒在现场。4.对讲机、经纬仪所使用的5号电池不得丢置在现场，应放置于统一的废旧电池箱中。5.现场办公室电脑、打印机的使用要尽量节约用电、用纸。

效益分析效益分析《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》的效益分析如下：1.施工作业效率高采用钢结构三维空间快速定位测量方法，与经纬仪常规测量方法相比，平均安装一个球节点的时间节省了80%左右，加快了施工进度。国家游泳中心工程共有钢结构球节点9843个，按常规测量方法，需安装近5年。采用该工法施工，只用了8个月的时间就完成了钢结构安装。2.设备投入少，成本大幅降低采用空间钢结构三维节点快速定位测量方法，全站仪等主要设备的投入降低了80%，节省了设备投入，原计划投入全站仪10~15台，工艺改进后实际投入2~3台。项目经理部原测量费用预算投入160万元，工艺改进后降低到90余万元。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算应用实例应用实例《空间钢结构节点平面自动测量快速定位施工工法》的应用实例如下：一、工程概况国家游泳中心工程整个结构为立方体，平面尺寸177.338×177.338米，结构墙体底标高+1.059米，屋顶标高+30.587米，外墙的围合厚度为3472毫米，内墙为3472毫米和5876毫米两种，屋顶为7211毫米。钢结构为新型延性多面体空间钢框架结构，杆件及节点总重量6700吨，节点数9843个，杆件根。在国家游泳中心工程延性多面体不规则钢结构施工中，中建一局建设发展公司、中建一局钢结构工程有限公司、中建一局华中建设有限公司、河北建工集团有限公司采用空间钢结构三维节点快速定位测量施工工法对钢结构进行空间三维定位测量，提高了作业效率，完成了国家游泳中心工程的钢结构定位测量工作（图6，图7）。

二、杆件中心线通过节点球中心的试验论证（一）现场试验过程在安装平台放样节点1和节点2的平面位置中心，两中心相连即为杆