空间管桁架结构的测量校正技术分解.doc

空间管桁架结构的测量校正技术 前言 管桁架结构因其独特的流线形美感及受力的合理性更是被推崇备至，一些大跨度、特大跨度的空间管桁架钢结构孕育而生。近期最负盛名的当属有着“金陵红”美誉的十运会主会场——***奥林匹克主体育场钢屋盖，该赛场钢屋盖拱桁架堪称“世界第一斜拱”（两榀拱架跨度360.06m，弧线长度415m ，成45°倾斜），宛如两条飘带，飘扬长空。管桁架结构被发挥到了及至，可以说是中国传统建筑风格与现代高新技术的完美结合之一，为人所津津乐道。（见图1） 新颖独特的构造和复杂的结构类型给钢结构施工的现场测量与校正工作提出了更高的要求，钢结构安装早已打破简单的“横平竖直”的校正格局，传统测量已无法满足现代钢结构的安装需要。硬件上，随着现代科技的迅猛发展，电子仪器已占据了工程测量的主导地位，全站仪加计算机在工程测量中的成熟运用及高精度仪器的研发，无论从精度或成熟程度上都足以满足现代工程的建设。硬件上的完备给现代测量工作奠定了坚实的基础，但仅此是远远不够的。施工现场的测量需服务于现场施工，如何科学合理的运用测量理论，将传统测量与现代技术的有效结合，满足施工需要，这些都是需要不断研究和总结的。 空间管桁架结构的现场测量与校正 2.1 管桁架测校的前期准备 好的开始就等于成功了一半。前期准备的充分与否密切关系到后序测量校工作的开展。工作包括：控制点的布设、结构控制点的选取及管桁架预拼装的检验。 2.1.1 施工控制点的布设 空间管桁架钢结构工程，施工测量控制网既要满足前期施工轴线的放样，还要兼顾后序管桁架的校正。所以，此类工程控制网的建立需长远考虑，布设的控制点能够覆盖整个屋盖系统，且贯穿于钢结构施工始末。 众所周知“站的高，才能看的远”，至高点测量，视野开阔、通视最佳。但在实际工作中，屋盖均覆盖于构筑物上方，至高点观测几乎不太可能，这就要求在建筑物内部选择控制点位，建立所需的三维体系施工测量控制网。 高程控制网为空间一维体系，受通视影响较小，水准控制点选取易于作业且前后视距离大致相等的点位即可。 平面控制网控制点位的布设：实地勘察、熟悉作业环境，充分利用现场内视野开阔的至高建筑物（构筑物）；了解施工流程、进程，对临时支撑系统及自身结构吊装完毕后阻碍通视的影响，预见性的足够考虑；运用三维模型作理论捕捉、实地拟对，遵循“以避 开临时支撑和临时设施、自身结构并保证多方向通视为准”的原则。为便于操作，平面控制点同作高程控制点，三维体系同时建立。这里主要介绍用于结构校正的控制点的布设，对控制网的施测过程就不作说明了。 实例1：“***”大拱安装校正用施工控制网。由图3可知，东主看台的三个控制点E1、E2、E3是为西大拱安装校正特设立的，如此设立的原因是位于西主看台的屋盖支撑体系为￠580和脚手架稳定，以及结构本身因素，对通视影响较大，光靠一点无法进行完全覆盖，三点恰可满足。结构的空间定位，全站仪需紧跟吊装，受通视影响临时转点，时间上不允许，三点布设，若一方受阻可迅速转移。且三控点均能与两主控点通视S＃、N＃彼此校核、补偿。这样既保证了结构安装的精度与进度，又体现出现场测量的特点——切实为主线吊装服务。 实例2：“网球中心”施工控制网。（见图4）主赛场外三点M1、M2、M3为首级控制网，场内四点N5、N6、N7、N8为钢结构施工用测量控制网，四控点可对整个屋盖系统实现全覆盖，赛场中心区域开阔，通视情况良好，任一一点均可与其余三点进行观测，互核。 从以上两实例可以看出控制点位选择的原则是“以避开临时支撑、自身结构并保证多方向通视为准”，适应施工的测量精度、密度、进度，切实为主线服务，呈现现场测量的特性，且适宜直角坐标法放样。 时间跨度大，注重控制网的定期复核点位保护。 2.1.2 构件测点的选取 构件（校正）测点的选择要具代表性，能够准确、客观、完全地反映出结构的安装形态和安装精度。 点位可选择在结构曲率变化处 （***大拱即为各分段接口处），亦可选取结构特征点(如网球中心钢环梁为环梁上平面机械传动装置节点板中心)。点位数量以结构的形态、强度及温度影响和预变形力影响综合分析，统筹取定（视结构特殊性可适当增加点位）。控制点的坐标值可充分利用CAD软件辅助确保点位取值精度。 2.1.3 管桁架（地面）预拼装的检验 对于跨度大且形式特殊的管桁架结构必须采取预拼装的施工方法，这样方能保证结构高空整体安装精度。预拼装的优劣将直接影响到后续结构安装的精度，乃至总体吊装进度，必须严格验收、慎重对待。 钢结构预拼装验收流程：钢结构制作单位完成自检（合格后）→ 拼装资料上交至钢结构承包单位（完成二次自检，无误后）→ 资料上报监理单位（验收合格、签字） → 钢结构下胎架，进行结构吊装 这里值得提一提的是预拼装和结构安装中的一个最关键问题—