大型圆弧形体育场馆复杂结构的高精度测量技术 冉进

发表时间:2020/7/3   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:冉进 周旺 钱德波 王巍巍 李伟
[导读] 摘要:随着我国建筑业的快速发展,城市内的综合体项目、体育场项目逐渐增多,圆弧形结构越来越多,越来越复杂,对圆弧形结构进行精确定位成为重点和难点。
        中建八局西南公司  成都  610041
        摘要:随着我国建筑业的快速发展,城市内的综合体项目、体育场项目逐渐增多,圆弧形结构越来越多,越来越复杂,对圆弧形结构进行精确定位成为重点和难点。本文以成都东安湖体育公园体育场项目为例,对多圆弧形结构及不规则曲线的测量工作进行分析,浅谈大型体育场馆的测量技术要点。
        关键词:圆弧形  高精度  测量  跨度大
        1 工程概况
        东安湖体育公园体育场位于成都市龙泉驿区东安湖片北侧,单体建筑面积约12万㎡,包括4万座综合体育场、热身场及相关附属工程等,整体造型呈圆形,如同“飞碟”一般漂浮于东安湖畔。
        2 测量重难点及技术要点
        2.1测量重难点
        本工程占地面积大、施工范围广,造型独特,结构体系多,主体结构看台标高位置变化多,错综变化的标高及椭圆形的主体结构对工程施工中的测量控制提出了较高的要求。因此高精度测量工作是本项目施工的重中之重。
        2.2技术要点
        所有环向轴线全为圆弧曲线,结构柱为方形和长方形及部分异形,必须保证每根曲线上柱的中心线朝向与纵轴方向一致。其中44根G轴独立柱全为独立柱为圆形,高度由5.055米至20.535米,其垂直度与柱顶钢构预埋件精度要求极高,施工控制难度大,是本项目工程的控制重难点。
        3 +7.000m以下基础层测量施工
        1)基础轴线投测:该体育场无地下室结构,桩基施工完进行承台施工,待破除桩头、垫层浇筑完毕后,将垫层清扫干净,利用全站仪放出承台边线与柱子控制线并作好标识。
        2)基础钢筋复核测量:此道工序放线按照垫层施工放线的方式方法进行施测。为了保证墙体、柱子插筋位置正确,在底板钢筋绑完后,把轴线控制线投测到底板钢筋网上,用红漆标识,上下对照。基础混凝土浇筑完毕后,按上述步骤测放、标识主控轴线、墙边线、模板边线、墙边20cm控制线,经自检、互检合格后报验。
        3)墙、柱及模板的放样:待承台浇筑完成后放出结构边线及模板控制线。双线控制以保证墙、柱的截面尺寸及位置,然后放出柱中线,并刷好红油漆,待柱拆除摸板后把此线引到柱面上,以确定上层梁的位置。
        4)基础施工标高的施测:标高传递以场区二级高程控制网作为基准点,按国家四等水准进行测量,将标高控制点引测至基础砖胎膜内壁,定出基础面设计标高线控制混凝土浇筑。
        4 +7.000m以上主体结构施工测量
        1)一层留置内控点,选取在轴线同时偏移1米的轴线交点作为内控点。(200×200钢板预留在混凝土内)采用激光垂准仪做竖向轴线传递控制。
        为了保证建筑物的垂直度,保证传递精度,使固定在底板面上的控制点精确传递至施工层,以控制施工层的各轴线,竖向传递必须一次投测。按照上述方法将轴线控制点引测至待测楼层,基准控制点与激光接收靶中心重合后确定控制点的点位并加以保护,详见图1轴线竖向传递示意图
       
        图1 轴线竖向传递示意
        利用全站仪、50米钢尺对待测楼层的接收点进行角度、距离的复核测量。作为该施工层的平面控制网,以此放出其他轴线,并用红油漆作好明显标识。
        2)梁、板的放样
        根据竖向传递的内控点放出柱、墙控制线,再据此线向上引测出梁、板底模板线。
        3)环梁、看台斜梁的测量
        ①圆弧型环梁放线方法:首先在CAD上把A1-A2连线作弦,沿着圆心向此弦做垂线交点为M,继续延长得到圆弧中点A。把圆弧由A至A2做一米等分1,2,3...,然后把等分的1,2,3...作垂线垂到弦A1-A2连线上并量出1-1′、2-2′,3-3′...及M-1′,1′—2′,2′—3′...的距离(距离可以根据精度要求可以加密控制)。在实地利用全站仪放样出A1,A2及M坐标点,并把经纬仪架设在M上分别以A1,A2做后视,把A1,A2在实地进行连线,依照量出的尺寸,用50米钢尺在M-A2上用记号笔按照尺寸在实地做出标记。按照勾三股四弦五的要求放样出1,2,3.....的位置,然后把1,2,3.....进行连线即可。详见图2圆弧放样示意
       
        图2圆弧放样示意
        ②斜梁定位需计算出每根斜梁的斜度再计算出楼层标高处柱子斜截面的边长,本层与下层连线为定位线。详见图3斜梁定位示意图
       
        图3斜梁定位示意
        ③斜梁梯步标高的控制:从下至上,提前对每一步梯步弹线定位,并在关模施工时,使用靠尺进行调整其平整度、垂直度,平整度、垂直度调整至(-2,+2mm),斜梁梯步模板支设完成后,进行测量验收,待测量验收合格后,才能进行浇筑,且浇筑时严格按照控制标高进行浇筑。
        5)钢结构测量控制
        ①钢结构屋面施工测量
        (a)下弦中心线的投测。拼装时,将下弦控制点引测到铺设好的施工胎架上,并做好点位标记,然后架设全站仪进行角度和距离闭合,边长误差控制在1/15000范围内,角度误差控制在6"范围内。
        (b)下弦控制节点的投测由于桁架分段进行组装,故每段都必须做好节点控制,根据桁架分段情况,节点作为控制依据。
        (c)桁架标高控制根据桁架分段,可选定距分段点下弦与腹杆汇交节点作为标高控制点。
        桁架直线度测控,根据桁架下弦杆中心线在水平面上投影为一直线,桁架外边投影线对称于下弦中心线,故直线度的控制依据从下弦入手。
        桁架垂直度观测,桁架标高,直线度调校完毕后,即采用平移法进行桁架垂直度控制。将具体测量定位轴线向同一侧平移约0.7~1.2m(视具体通视情况定),得两平移点,在一平移点上架设经纬仪,后视另一平移点,在桁架中间起拱处设立塔尺,用经纬仪纵丝截面的读数,并与平移值比较,以此确定桁架跨中垂直度,跨中垂直度偏差允许值为10mm。
        钢桁架安装完成后,架设全站仪照准反射贴片中心得出此时高度坐标,待桁架加载楼面荷载后用同样的方法,再观测相同位置的高度坐标。比较两次高差即得出钢桁架下挠值,并做好记录。如图4桁架测量示意图
       
        图4 桁架测量示意图
        ②钢结构环梁测量控制
        (a)利用工程软件算出主桁架、次桁架、环桁架的三维坐标,利用全站仪将桁架的定位点用反射片贴在桁架两端(侧面中心)端头进去500mm的位置上,分别为A、B、C、D桁架中间下弦杆上设置一个观测点E,作为校核观测点及后续使用沉降观测点,详见图5桁架环梁测量示意图
       
        图5桁架环梁测量示意图
        (b)分别利用全站仪在控制点(加密控制点)上,并从刚桁架上贴近反射片的地方,利用全站仪测出桁架的三维坐标是否重合,如是,最后固定,如不是,则需再次调整至重合为止。定位完成后利用全站仪极轴法和投影法进行校核。
        5 结论
        通过工程实践证明,在实际的工程施工测量中,无论工程的造型多独特与复杂,只要结合工程特点和不同阶段高精度施工要求,并结合先进的测量工具和实测方法,如BIM技术就可以做好施工测量工作。
        参考文献:
        [1]李昂,石振武,BIM技术在工程建设项目中的应用研究[J].土木建筑工程信息技术,2014,01:92-96.
        [2]GB 50026-2007,工程测量规范[S].
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