超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量技術(shù)

羅晨星 姜君琳

【摘 要】超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中放線測量與精度監(jiān)控技術(shù)主要具有以下特點：施工環(huán)境較為惡劣，需要借助專業(yè)的卡具和夾具進(jìn)行施工；鋼結(jié)構(gòu)安裝精度要求較高，精度誤差通常以為mm進(jìn)行計量；測量工作量較大，對每根鋼柱都要進(jìn)行全程跟蹤監(jiān)測，同時，需要綜合考慮溫度和光照等不利影響因素。因此，超高層鋼結(jié)構(gòu)測量施工中，要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，提高測量精度。

【關(guān)鍵詞】超高層；鋼結(jié)構(gòu)；施工測量；案例分析

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑工程項目數(shù)量快速增加，城市土地資源日益緊張，大型超高層建筑逐漸成為現(xiàn)代城市建筑的主體。建筑鋼結(jié)構(gòu)具有自重較輕、抗震性能較好、便于工業(yè)化生產(chǎn)、安裝施工速度快且工期短等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高層、超高層建筑、大跨度空間結(jié)構(gòu)和廠房建筑中，其中鋼結(jié)構(gòu)測量成果直接影響工程質(zhì)量，為此，文章以具體工程為實例，對超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量技術(shù)及其精度控制進(jìn)行分析，以期為相關(guān)人員提供參考。

一、超高層鋼結(jié)構(gòu)測量監(jiān)控的一般工藝程序

（一）建立平面控制點與標(biāo)高控制點。控制點要從城市控制網(wǎng)直接引測，多個平面控制點構(gòu)成建筑物的控制網(wǎng)，為了保障鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，要不斷對控制網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，要求測距相對誤差小于L/20000，測角中誤差小于5″。標(biāo)高控制點一般布設(shè)2個以上，運用精度水準(zhǔn)測量方法測得，測定高差中誤差小于1.0mm。

（二）控制點的豎向傳遞。每節(jié)鋼柱安裝時，樓層平面放線的控制網(wǎng)應(yīng)從地面控制網(wǎng)直接引上，不得利用下節(jié)柱的軸線。平面控制點的豎向傳遞一般采用內(nèi)控法，投點儀器宜選用天頂準(zhǔn)直儀。當(dāng)按設(shè)計標(biāo)高安裝時，每節(jié)柱的標(biāo)高都應(yīng)從地面?zhèn)鬟f上來；若按相對標(biāo)高安裝，則無需進(jìn)行標(biāo)高傳遞。

（三）柱頂放線。利用投測點，運用全站儀或J2經(jīng)緯儀進(jìn)行排尺放線。鋼柱柱頭的4個面應(yīng)該明確標(biāo)注標(biāo)注柱頂軸線放樣點，這樣既方便施工監(jiān)測，又便于推算鋼柱的扭轉(zhuǎn)值。

（四）安裝監(jiān)測。鋼結(jié)構(gòu)安裝精度的控制以鋼柱為主，鋼柱在自由狀態(tài)校正時，垂直度偏差應(yīng)該校正到0。鋼梁安裝時還應(yīng)監(jiān)測鋼柱垂直度的變化情況，單節(jié)柱的垂直度偏差要小于H/1000且不大于10.0mm，在監(jiān)測時應(yīng)預(yù)留焊接變形值以防焊后超標(biāo)，每節(jié)柱所有節(jié)點焊接完畢后復(fù)測構(gòu)件的安裝偏差值。

二、超高層鋼結(jié)構(gòu)測量工作的基礎(chǔ)條件

（一）測量依據(jù)

在超高層鋼結(jié)構(gòu)測量中要以《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50205-2001）、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 99-98）；《工程測量規(guī)范》（GB50026-93）、《城市測量規(guī)范》（CJ J 8-99），以及業(yè)主應(yīng)提供的有關(guān)測量資料及實物、工程圖紙和其他相關(guān)技術(shù)文件。

（二）統(tǒng)一計量尺度

同一工程項目要設(shè)置3把“基準(zhǔn)尺”，鋼結(jié)構(gòu)制造單位、安裝單位和監(jiān)理單位各執(zhí)一把，這3把尺子必須經(jīng)過同一部門檢定改正，成為長度計量的標(biāo)準(zhǔn)用尺。在構(gòu)件加工、安裝和驗收過程中，各單位實際使用的尺子都應(yīng)跟各自所持的“基準(zhǔn)尺”進(jìn)行對比，并經(jīng)溫度尺長的修正。另外，“基準(zhǔn)尺”應(yīng)妥善保存，不應(yīng)在實際施測時使用。

三、超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量案例分析

（一）工程概況

長江傳媒大廈位于武漢后湖三金潭，建筑面積約14萬㎡，其中主樓地上48層，地下2層，建筑高度241.55m，主樓大屋面以上為全鋼結(jié)構(gòu)；副樓建筑地上5層，地下2層，建筑高度23.85m；采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，主樓與副樓之間由地下室連為整體。建筑形體自上而下依次展開，賦予建筑一種“展翅欲飛”的姿態(tài)，寓意武漢未來的發(fā)展節(jié)節(jié)攀升。

本工程鋼結(jié)構(gòu)部分為：地下室、主樓和副樓三部分組成。地下室由30根十字型鋼柱和16根H型鋼柱組成；主樓部分核心筒為H型鋼柱；副樓部分采用大跨度鋼梁和十字鋼骨柱組成；核心筒外采用十字型及箱型柱組成，并在204.65m結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置造型屋頂剛架，本工程鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量約7000噸。

（二）現(xiàn)狀調(diào)查

為了加強對施工現(xiàn)場的了解，按照試驗先行的原則，對現(xiàn)場已經(jīng)安裝的30根鋼骨柱的標(biāo)高、定位精度、垂直度偏差進(jìn)行全方位的測量復(fù)查，結(jié)果有9根鋼骨柱的安裝精度存在不同程度的超差，當(dāng)前的超差率為30%，同時，對影響施工精度因素進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果如表1所示。由表1可以看出測量儀器架設(shè)平面穩(wěn)定性與焊接工藝問題最為突出，這兩項因素占總影響焊接質(zhì)量因素頻數(shù)的90%，是影響焊接質(zhì)量的主要因素。

（三）分析原因

針對影響因素分析，相關(guān)人員邀請業(yè)主、監(jiān)理單位進(jìn)行相關(guān)討論，就影響施工精度的主要問題進(jìn)行分析，并進(jìn)行整理歸納，繪制了魚刺圖（見下圖）。從魚刺圖中可以看出，影響施工精度主要因素的末端因素有9項，分別為：第一，焊材自身質(zhì)量較差；第二，焊接工藝存在問題，焊接作業(yè)人員專業(yè)水平有限；第三，受外界環(huán)境影響較大，晝夜溫差大、現(xiàn)場風(fēng)速大等；第四，沒有穩(wěn)定的測量儀器架設(shè)平面，再加上測量儀器存在誤差。

（四）控制措施

1.加強焊接質(zhì)量管理

為了防止晝夜溫差對測量精度的影響，當(dāng)現(xiàn)場溫度低于5攝氏度時，要對焊接部位進(jìn)行預(yù)熱處理，使焊接部位溫度達(dá)到正常焊接標(biāo)準(zhǔn)；在焊接完成后對焊縫進(jìn)行保溫處理，避免出現(xiàn)溫度驟降引起的焊縫開裂變形等問題。此外，在施工前，要對焊接工人進(jìn)行技術(shù)交底，要求在溫度較低的情況下，焊接前必須使用專業(yè)的烘槍對焊接部位進(jìn)行預(yù)熱，并在焊接完成后，使用保溫棉對焊接部位進(jìn)行保溫處理，確保焊縫的焊接質(zhì)量達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2.提高焊接工藝水平

在焊接施工前，要對焊接工藝進(jìn)行評定，按工藝評定編制好《焊接工藝評定作業(yè)指導(dǎo)書》并經(jīng)編制審核審批手續(xù)，完善管理程序。同時，做好焊前技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)交底，落實檢查工藝控制措施。

四、結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前由于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，鋼結(jié)構(gòu)憑借自身剛度大、自重輕、可循環(huán)利用的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中，特別是超高層建筑結(jié)構(gòu)。在超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中，測量技術(shù)非常重要，在具體實施過程中，不但要嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，還要加強控制和管理，縮小測量誤差，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

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