體育館工程施工測量控制技術(shù)

□文/石恩河 逯登軍

體育館工程施工測量控制技術(shù)

□文/石恩河 逯登軍

文章介紹了體育館工程施工測量控制要點，論述了鋼結(jié)構(gòu)安裝測量控制的重要施工方法和技術(shù)，確保了安裝精度。

體育館；鋼結(jié)構(gòu)；測量控制

1　工程概況

神華黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司聯(lián)合辦公樓工程體育館工程基礎(chǔ)采用鉆孔樁基礎(chǔ)，鋼筋混凝土承臺，20根鋼筋混凝土立柱，整個屋蓋平面投影呈橢圓形，長直徑為46m，短直徑為34m。

屋蓋的平面為橢圓形，平面尺寸大約為46m×34m，屋面縱向最大跨度46m、橫向最大跨度34m。短向方向為主梁結(jié)構(gòu)，由9榀張弦梁組成，長向方向為次梁結(jié)構(gòu)，主梁間距4.8m，張弦梁梁端板底標(biāo)高16.5m，最高點標(biāo)高為18.729m。張弦梁鋼結(jié)構(gòu)為矩形鋼梁，跨度在16.7～32.6m，見圖1-圖2。

圖1　總體屋面結(jié)構(gòu)平面

圖2　結(jié)構(gòu)軸測

2　工程特點

由于場地受限，對鋼構(gòu)件安裝的精度要求較高，張弦梁結(jié)構(gòu)是一種由剛性構(gòu)件上弦、柔性拉索、中間連以撐桿形成的混合結(jié)構(gòu)體系，其結(jié)構(gòu)組成是一種新型自平衡體系，是一種大跨度預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系，也是混合結(jié)構(gòu)體系發(fā)展中的一個比較成功的創(chuàng)造。因此，立柱的施工、埋件的預(yù)埋、每節(jié)張弦梁的安裝等各道工序的施工精度都相當(dāng)高，否則將給下道工序施工帶來麻煩。所以本工程的測量監(jiān)控工作顯得尤為重要。

3　地面控制網(wǎng)的建立

由控制點測設(shè)出A-01～A-11、A-06～A-16橢圓形長短邊基線，據(jù)此按照施工圖平面尺寸依次放樣其他各軸線位置，采用全站儀復(fù)測邊長和角度，確認(rèn)無誤后設(shè)置控制網(wǎng)點。同時將水準(zhǔn)點由外圍引測至體育館附近并在東西兩側(cè)各設(shè)置一個穩(wěn)定的水準(zhǔn)點。

4　框架梁和柱施工測量控制

4.1框架梁定位

框架梁定位采用軸線偏移的方法，針對不同的圓弧半徑采用不同的偏移距離，一般在20～30 cm左右。施工的時候采用的是20 cm的偏移距離。用CAD軟件，選取1軸線，將軸線偏移好之后，每道偏移線都會與弧形外框架梁有2個交點；然后選一道垂直于這個軸線方向的軸線，將此軸線的50線畫出來，接下來依次量取此50線與另一個方向軸線的偏移線之間的距離，在圖紙上標(biāo)示出來，見圖3。彈線之后，在每個偏移線與梁的交點上彈上十字交叉線以作為標(biāo)記，支設(shè)梁模板的時候以交叉點為參照。事實證明這種方法支設(shè)出來的梁成型效果很好。

圖3　弧形框架梁定位

4.2框架柱定位

根據(jù)施工平面圖計算各個軸線處框架柱的相對邊長、角度，再由現(xiàn)場控制基線采用極坐標(biāo)法測設(shè)出框架柱的十字中心線，作為框架柱施工的定位控制線，再利用鋼尺進(jìn)行相鄰軸線間尺寸復(fù)核，確定無誤后進(jìn)行框架柱的施工，見圖4。

圖4　框架柱尺寸定位

5　張弦梁施工測量控制

5.1胎架施工測量控制

5.1.1準(zhǔn)備工作

胎架制作前首先利用經(jīng)緯儀在地面上放線，定出胎架中心線后，利用鋼尺和角尺定出胎架柱腳的位置，再進(jìn)行安裝。胎架制作過程中隨時利用全站儀進(jìn)行胎架垂直度的控制并且利用水準(zhǔn)儀控制胎架標(biāo)高。

5.1.2胎架制作時應(yīng)注意的問題

1）胎架底板下的場地須平整，具有足夠的承載力和穩(wěn)定性，在拼裝焊接安裝過程中胎架不得發(fā)生傾斜現(xiàn)象。為防止剛性平臺胎架變形，胎架旁應(yīng)設(shè)置胎架觀察點，如有變化應(yīng)及時調(diào)整，待穩(wěn)定后方可進(jìn)行焊接。

2）胎架放置時須測量標(biāo)高，保證幾個胎架的上頂面在組裝焊接過程中，保持水平。

3）胎架放置時，控制其直線度。

4）胎架相互連接形成剛性平臺，平臺鋪設(shè)后，進(jìn)行X、Y的投影線、放標(biāo)高線、檢驗線及支點位置，形成田字形控制網(wǎng)，然后豎胎架直桿，根據(jù)支點處的標(biāo)高設(shè)置胎架模板及斜撐。胎架設(shè)置應(yīng)與相應(yīng)的鋼梁設(shè)計、分段重量及高度進(jìn)行全方位優(yōu)化選擇，另外胎架高度最低處應(yīng)能滿足全位置焊接所需的高度，胎架搭設(shè)后不得有明顯的晃動狀。

臨時支撐胎架布置見圖5和圖6。

圖5　胎架立面

圖6　胎架剖面

5.2張弦梁的安裝測量

5.2.1空間控制網(wǎng)的建立

根據(jù)地面控制基線在每個軸的預(yù)埋鋼板上定出十字中心線，再對其坐標(biāo)與相對尺寸進(jìn)行復(fù)測，確保無誤后方可使用。依據(jù)框架柱上定位出來標(biāo)高線將水準(zhǔn)點引測至框架柱上，至少3個引測水準(zhǔn)點，進(jìn)行閉合復(fù)測，若高差在3mm內(nèi)，則符合測量規(guī)范，否則將重新引測直至符合要求。由引測的水準(zhǔn)點進(jìn)行各框架柱頂部預(yù)埋鋼板的標(biāo)高復(fù)測，為鋼結(jié)構(gòu)安裝提供前期技術(shù)準(zhǔn)備。

5.2.2張弦梁的安裝測控

張弦梁在安裝時對準(zhǔn)十字中心線放置，就位后進(jìn)行測量校正。將全站儀架設(shè)在控制十字中心線上，對中整平，設(shè)站后視之后，測設(shè)已就位在支座處的相應(yīng)張弦梁中心坐標(biāo)，所測設(shè)的數(shù)據(jù)與設(shè)計坐標(biāo)值進(jìn)行對比得出偏差，如偏差較大，則對其進(jìn)行調(diào)整校正，再進(jìn)行復(fù)測，直到偏差符合要求。校正合格后進(jìn)行支座的焊接固定，支座處采用滿焊的連接方法，焊縫要求達(dá)到一級焊縫。

5.3結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測

在預(yù)應(yīng)力鋼索進(jìn)行張拉時，鋼結(jié)構(gòu)部分會隨之變形。在預(yù)應(yīng)力鋼索張拉的過程中，結(jié)合施工仿真計算結(jié)果，對鋼結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測可以保證預(yù)應(yīng)力施工安全、有效，監(jiān)測時只針對結(jié)構(gòu)變形較大、最敏感部位進(jìn)行監(jiān)測。對變形的監(jiān)測采用全站儀和反光片，在每個檢測點上粘貼反光片，以便于觀測定位和采集數(shù)據(jù)。

對于反拱變形監(jiān)測點在每一榀鋼梁都布置，每榀鋼梁布置見圖7。

圖7　每榀張弦梁測點布置

在施工過程中，為保證更高的施工質(zhì)量，特此對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了施工監(jiān)測。在整個施工過程中，監(jiān)測以拉索索力控制為主，結(jié)構(gòu)位移控制為輔。鑒于該部分監(jiān)測無具體規(guī)范規(guī)定和要求，其監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)之前工程經(jīng)驗得出，其中位移監(jiān)控預(yù)警值為理論變形的±10%且超過±5mm，索力監(jiān)控預(yù)警值為理論值的±5%。在張拉過程中將測量數(shù)據(jù)與計算的理論值進(jìn)行比較，均未出現(xiàn)異常，預(yù)警值均在監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

6　結(jié)語

在橢圓形體育館施工中采用了合理的測量監(jiān)控方案，通過準(zhǔn)確的建立平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，有效確保安裝精度，同時鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中與測量監(jiān)控同時進(jìn)行，使線型和結(jié)構(gòu)內(nèi)力在施工過程中都得到了良好的控制，達(dá)到了設(shè)計和規(guī)范的要求，確保了工程質(zhì)量。

［1］GB50205—2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.03.010

□逯登軍/中交一航局第四工程有限公司。

□TU391

□C

□1008-3197（2015）03-27-03

□2015-02-13

□石恩河/男，1981年出生，工程師，中交一航局第四工程有限公司，從事工程測量工作。