三维测量技术在网架施工中的应用..doc

三维测量技术在网架施工中的应用 [摘 要] 钢结构已被广泛应用，斜面抽空四角锥网架造型新颖，空间感极强，是力与美的完美组合。安装时三维坐标定位技术为高空散拼提供了技术保障。 [关键词] 斜面抽空四角锥网架 三维坐标 空中定位 挠度 高空散拼 1．前言 某图书馆屋盖为焊接球节点斜网架，棋盘四角锥型式（部分为正放四角锥网架），网格尺寸为2.250m×2.250m，网架支撑方式为下弦支撑，网架轴线总跨度为184.500m×58.500m，网架投影面积约6500 m2。 目前，国内大部分网架在施工过程中采用整体或分单元在地面拼装后再吊装方法，而该工程A区占地面积大，结构形式为层层退台且放大不规则的形状，网架屋面为与水平地面成29.05d角的斜屋面，推力较大，整个A区网架从A-10轴分成两块投影面积分别为2400 m2、4100 m2，球杆焊接工作量大，制作、安装质量要求高，如果用地面拼装再吊装的方法不仅在施工工艺上、现场结构形式、施工进度上都很难达到预期的目的，为了解决这一问题我们在施工中采用了按各单元特点高空散装法，分单元同时施工的办法，这就要求对网架的测量定位有了更高的要求。为了解决空间球体的定位，我们在施工过程中采用了即时“三维”（x，y，z）测量控制技术，即在施工过程中通过现场网架球体三维坐标（x，y，z）的随时控制，达到要求精度的测量方法。网架整体立面图如下： 2．施工准备 需要的测量设备：DSZ2水准仪两台，J2经纬仪两台，全站仪一台，50m刚尺两把，直径为1mm的钢绞线若干米。 网架在安装时测量放线使用的所有测量仪器必须标准统一、丈量的拉力一致。当跨度较大时，应按气温情况考虑温度修正。 施工工具及配合机具：卷扬机、焊机、微调螺栓、滑机、切割机、倒链、链钳、管钳、力矩扳手、千斤顶、丝锥等。 3．施工工艺 3．1支座球的定位 安装前应根据网架支座定位图对土建施工的埋件标高和轴线进行符合（如下图）： 由于网架结构对支座预埋件要求平整准确，尤其是对预埋件轴线和标高偏差有严格的规程要求，因此，在网架施工前必须对土建施工的网架埋件进行埋件、标高复核，复核无误后，根据土建提供的轴线控制点引测精确的网架的安装轴线，用全站仪在轴线控制点上测量各轴线间的距离，在1m柱头上的埋件上弹出埋件中心线，根据规范支承面中心轴线偏移应小于边长的L／10000，L（mm）为短边长度，相邻支承面的高低差应小于3mm，最高与最低支承面高低差应小于lfhnm。放线完毕后，将支座半球的中心和埋件中心重合，焊接。网架安装的轴线标志和标高基准点应准确、齐全、醒目、牢固，并要经常复测，以防变动，在安装过程中应对网架的支座轴线、支承面标高（或网架下弦标高），网架屋脊线、檐口线位置和标高进行跟踪测量控制，发现误差积累应即使纠偏。支座球放样如下图所示： 3．2主控球的定位 整个网架的延伸都是由主控球开始的（我们将支撑杆上面的大球下面称主控球），因此主控球的位置的精确性就决定了整个网架的准确度。首先，在各楼层的平面上根据轴线控制点将所有主控球的平面坐标（x，y）找出来，并在该点上弹出“十”字线，然后在此点上架设脚手架，值得注意的是应将脚手架的钢管中心线和“十”字线大致重合，然后和其他脚手架钢管连接固定，使其不能左右移动。在搭设脚手架时使用两台经纬仪分别架设在和脚手架钢管大约成90d的位置上，使其经纬仪的竖丝和“十”字的中心点重合，仰视脚手架钢管，使两台经纬仪的竖丝视线在两个不同方向上都和脚手架钢管的中心线大致重合，在钢管上焊接一微调螺栓，顶端焊接一块300mm*300mm*20mm的定位钢板，利用两经纬仪竖丝投点到钢板上的光线的交点便为主控球的坐标（x，y），在 钢板上用墨线弹出该交点，便达到主控球坐标（x，y）纵向传递的目的，在安装时用倒链将主控球放置在该点上即定出该球的（x，y）。为了控制主控球的标高（z），用水准仪从基准点的标高引测到控制主控球坐标（x，y）的脚手架钢管上。为了保证引测的标高的准确性，在现场采用两台水准仪同时测量的方法，将两台水准仪测量的成果去平均值来减小偶然误差，在具体施工时，搭设脚手架到大致的标高，然后用微调螺栓调整标高到设计标高（z）。如下图示： 主控球定位完毕后，便可将主控临时球焊接在定位钢板上，然后焊接主控球和直座球的支撑杆。下一步便可以根据主控球和其他下弦杆的位置进行拉线（下图中蓝色）控制其下弦杆（下图中绿色）的方向、位置，使其顺直。 定位主控球结束后，便可以拉线定位所有的下弦球和杆。在定位两主控球之间的下弦球时，应按照从中间向两侧拼装的原则，计算距离时用两主控球间的计算距离÷2，方向通过两主控球坐标点上拉线便可确定，这样做法既可保证球体间的相对坐标的准确性，又