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三维控制在超高层钢结构施工测量关键技术 摘要：结合国内一超高层大厦钢结构施工，介绍了 超高层钢结构施工过程中的测量关键技术，包括坐标系的转 换、轴线控制点的竖向传递、倾斜H型巨柱安装精度的控制、 复杂构件检验、外环梁的精度控制等。 关键词：超高层；钢结构吊装；测量；三维坐标转换 中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号： 1009-3044 (2014) 09-2073-04 随着人类的进步，科技发展的今天，超髙层建筑作为新 型的建筑体系在各国逐渐兴起。这不仅标志着建筑领域的进 步，同时，也反映出国家科技的发展和综合实力。 超高层因其高度，所以对它的结构也有特殊的要求，每 栋超高层建筑在外观形态上为了突出与众不同，给人在视觉 上拥有不同的美学概念——形状各异，美观、结构复杂。随 着结构的复杂性，大多数超高层都采用劲心结构，在这样的 结构形势下，对施工技术有一定特殊的要求，对测量精度控 制要求超出了原有的规范技术指标。然而普通的测量仪器和 方法，因难以实现对建筑施工精度控制，已逐渐被全站仪、 GPS、三维扫描仪等新型仪器取代。新型的三维控制方法， 在结合设计图纸的内业计算，逐渐取代原来的测量方法，使 工作即简便又高效、工程进度也在不断的提高。该文总结了 上海中心大厦在施工过程中，三维坐标测量方法在钢结构施 工中的应用。 1工程概况 上海中心大厦总建筑面积为574058?，建筑高度为 63加，地上共121层，大厦功能主要为办公、高级酒店、大 型国际级会议中心及文化、商业、娱乐、观光休闲等配套设 施，建成后将与临近的建筑形成国际顶级的办公商务中心。 同时，大厦将作为超高层绿色建筑的典范，实现中国绿色建 筑三星级、美国LEED-CS金奖双认证。在建设具有标志性功 能性建筑和引领超高层建筑的可持续发展等方面具有重大 意义。 主楼地下室的结构类型为混凝土型钢巨型柱+混凝土钢 骨核心筒及外翼墙组成的混合结构。主楼地下室的8根巨柱 和4根角柱呈井字形框架分布于核心筒外围。核心筒平面结 构随着高度逐渐变化，首先由九宫格四角收缩变为十字形， 核心筒东西向继续收缩，最终南北向呈1字形。主楼外围有 8根巨型柱和4根角柱劲性混凝土结构柱，沿着高度向核心 筒中心倾斜。屋顶皇冠钢结构位于整栋建筑顶部，由内外八 角钢框架、双向桁架加强层、竖向鳍状桁架、水平带状桁架 组成。屋顶皇冠构件由H型钢、圆形钢管或角钢制作。裙房 地上为钢框架结构，分为东、西裙房两部分。东裙房为钢梁 框架结构，西裙房为大跨度主次桁架框架结构。主桁架的上、 下弦杆采用桁架结构形式，桁架呈南北向布置，最大跨度达 58.8m。下弦桁架作为楼面支撑桁架；上弦桁架作为屋面支 撑桁架，顶面呈曲线形，次桁架呈东西向布置，与主桁架下 弦杆十字交错。 2控制网的建立 2. 1坐标转换 为了便于内业计算，总平面图上所有的拼接接点定位坐 标均为建筑坐标，建筑坐标系的中心点为九宫格核心筒的中 心，如图1所示为12轴和H轴的两条轴线的交汇处。 规划设计图中所有红线范围桩点坐标为城市大地坐标， 利用城市大地坐标控制点测放到建筑施工区域平面内，形成 矩形首级控制网。为了便于实测方便，将其按照一定角度距 离转换，本工程旋转角为0.0000度，统一归化为建筑平 坐标，便于现场测量的快速计算。 2.2二级控制点布置 平面轴线控制点转换方法，首先应以图纸设计的轴线点 理论坐标为根据，对原控制点坐标进行测设；然后布网测量 并进行平差处理，与理论值比较，当误差在允许范围内时才 可以继续上传递。核心筒结构控制轴线测量采用天顶法，整 个建筑将经过8次楼层的基准点转换。 3控制点的向上引测 为了施工方便，首级控制网需要竖向传递，经过竖向传 递在同一个施工楼层中形成施工控制网，对其要进行角度、 距离测量复核，考虑投点时存在的人为误差、环境的影响， 因此测量施工控制平面网的角度和边长与首级控制网精度 的差异，经合理分配、平差处理，以提高施工控制网等级的 精度，达到规范及设计要求。 3. 1平面轴线引测 施工总平面设计图标明的建筑轴线三维坐标（控制点） 的引测，开始要在施工场地B0层土0. 000m（本工程为4. 600m） 混凝土楼面上，在首级控制网的控制点位上架设激光铅直 仪，竖直向上传递平面轴线上的控制点点位，为提高控制点 点位的捕捉精度，为消除因距离远而形成的分段引测误差的 积累和受施工环境的影响，造成点位的漂移，故而在施工楼 层使用自制的激光捕捉靶。使其准确而明亮的在激光捕捉靶 上显示点位。 3.2标高引测 由水准点引测到施工场地的B0层上，在B0层上做一个 高程基准点土0. 000m （本工程为4. 600m）o在高程基准点上 架设全站仪从B0层楼面竖向传递，每隔5个楼层中转一次, 各施工楼层的标高用钢卷尺沿主楼核芯筒外