復(fù)雜超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測(cè)量技術(shù)在北京望胴樓的應(yīng)用

復(fù)雜超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測(cè)量技術(shù)在北京望胴樓的應(yīng)用

京盛浩塔t3是鋼筋混凝土管束網(wǎng)的一種結(jié)構(gòu)體系，包括46層屋頂和4層地下混凝土。屋頂高度為200m，總建筑面積約16000m，總用鋼量約1.8萬(wàn)噸。這是一座復(fù)雜的超級(jí)鋼結(jié)構(gòu)建筑。其建筑立面和平面為復(fù)雜的平面，整體結(jié)構(gòu)從下到上逐漸收縮。核心筒外圍首層框架布置34根鋼管混凝土柱,自下而上隨面積收縮而減少(圖1,2),在L15,L24等層有圓管柱相貫節(jié)點(diǎn)。1控制網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建1.1城市海上坐標(biāo)點(diǎn)本工程傾斜圓管柱現(xiàn)場(chǎng)吊裝使用各節(jié)柱頂三維坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行定位,該坐標(biāo)點(diǎn)是經(jīng)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)整體三維模型直接導(dǎo)出的相對(duì)坐標(biāo)點(diǎn),原點(diǎn)設(shè)在左側(cè)核心筒。總平面布置圖上提供的場(chǎng)區(qū)基準(zhǔn)點(diǎn)為城市大地坐標(biāo)點(diǎn),為提高全站儀的施測(cè)效率,將建筑相對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換成能在場(chǎng)區(qū)直接定位的城市大地坐標(biāo)點(diǎn)。本工程建筑相對(duì)坐標(biāo)系與大地絕對(duì)坐標(biāo)系夾角為40.036°,建筑相對(duì)坐標(biāo)系與大地絕對(duì)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意圖如圖3所示。轉(zhuǎn)換公式為:1.22.控制配置1.2.1地下施工階段本工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,交叉工序多,施工周期長(zhǎng),基礎(chǔ)底板綁筋和混凝土澆筑等工序易破壞基準(zhǔn)點(diǎn),因此地下施工階段平面控制軸網(wǎng)采用“外控法”設(shè)置。在基坑周邊布設(shè)主要控制軸線引樁,通過(guò)引樁對(duì)基坑內(nèi)各結(jié)構(gòu)部位實(shí)行“外控法”以控制點(diǎn)線的測(cè)放(圖4)。1.2.2核心筒內(nèi)側(cè)軸線控制引測(cè)當(dāng)基礎(chǔ)墊層澆筑完畢并達(dá)到一定強(qiáng)度后,即在基礎(chǔ)墊層上進(jìn)行平面控制網(wǎng)的第一次測(cè)放。測(cè)放時(shí)先根據(jù)已測(cè)放的主軸線控制點(diǎn),結(jié)合內(nèi)業(yè)計(jì)算成果用全站儀將建筑軸線測(cè)放在地下室基礎(chǔ)墊層上,并在基坑周圍設(shè)置控制軸線引樁。為便于后續(xù)較高位置的施測(cè),結(jié)構(gòu)施工至±0.000后將控制點(diǎn)引測(cè)至核心筒周圍,在混凝土樓面做點(diǎn)位標(biāo)記。本工程根據(jù)結(jié)構(gòu)平立面變化情況共向上傳遞6次,部分樓層控制點(diǎn)布置如圖5所示。1.3達(dá)賴?yán)锏慕涌趥鬟f上下引測(cè)布置測(cè)量控制點(diǎn)時(shí),為控制引測(cè)精度,制作激光捕捉輔助工具,以提高點(diǎn)位捕捉的精度,減少分階段引測(cè)的累積誤差。1.4內(nèi)上下貫通鉛直量尺的選擇高程豎向各傳遞點(diǎn)的位置應(yīng)滿足在一個(gè)傳遞段內(nèi)上下貫通鉛直量尺的條件,且盡量靠近混凝土剪力墻以方便標(biāo)記。根據(jù)結(jié)構(gòu)平立面變化情況,從首層至頂層共進(jìn)行6次高程傳遞。2安裝正行線,保證鋼柱的垂直度本工程鋼柱分段為一節(jié)兩層,柱長(zhǎng)約8m。核心筒勁性鋼骨柱在豎向均按垂直規(guī)則布置,先由二級(jí)控制軸網(wǎng)投測(cè)出鋼柱定位控制線,再吊裝首節(jié)鋼柱就位。使用經(jīng)緯儀校正鋼柱在兩個(gè)垂直方向的垂直度,按規(guī)范控制誤差要求后固定并焊接。以上各節(jié)鋼柱的安裝定位,在進(jìn)行垂直度矯正后,輔助復(fù)測(cè)相鄰鋼柱的間距增加多余校核。核心筒鋼柱垂直控制方法為用2臺(tái)經(jīng)緯儀置于柱基相互垂直的兩條軸線上,視線投射到預(yù)先設(shè)定的控制線上,若投測(cè)點(diǎn)重合,表明鋼柱垂直度無(wú)偏差,否則應(yīng)對(duì)鋼柱進(jìn)行校正。3段鋼柱頂空間定位本工程測(cè)量的難點(diǎn)是外框架鋼柱的定位測(cè)量,也是復(fù)雜超高層鋼結(jié)構(gòu)異型部位施測(cè)的重點(diǎn)。本工程一般外框柱均向結(jié)構(gòu)平面中心傾斜,部分鋼柱軸線在分段內(nèi)為折線,且在包含相貫節(jié)點(diǎn)段鋼柱為人字型,各分支夾角不同,整體傾斜角度亦不同(圖6)。根據(jù)鋼柱布置及場(chǎng)地情況有針對(duì)性地選定柱頂空間坐標(biāo)定位點(diǎn),由計(jì)算機(jī)模型導(dǎo)出其相對(duì)坐標(biāo)點(diǎn),經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為絕對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)后,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員使用全站儀按該三維坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)件定位。柱頂空間定位坐標(biāo)點(diǎn)布置見(jiàn)圖7所示。圓管柱吊裝施測(cè)流程為:選定建筑相對(duì)坐標(biāo)系→建立建筑整體計(jì)算機(jī)模型→選定測(cè)控點(diǎn)導(dǎo)出相對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)→將相對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為大地絕對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)→控制基準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)核→基準(zhǔn)點(diǎn)加密→下節(jié)柱柱頂定位點(diǎn)復(fù)核與鋼柱矯正→本節(jié)鋼柱吊裝→柱頂測(cè)控點(diǎn)放樣及臨時(shí)固定→柱拼接口焊接。4構(gòu)件吊裝前的檢測(cè)由于圓管柱環(huán)板和鋼梁托座上表面均為水平面,外圍框架柱向建筑平面內(nèi)側(cè)傾斜,造成不同位置和不同樓層傾斜角度變化,復(fù)雜異型構(gòu)件測(cè)控點(diǎn)多,加工放樣和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收困難,構(gòu)件吊裝前的精度直接影響現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位施測(cè)的結(jié)果。4.1人字形圓管柱的組裝人字形圓管柱相貫節(jié)點(diǎn)中各個(gè)零構(gòu)件的加工與一般構(gòu)件相同,其中大直徑圓管柱的相貫截面展開(kāi)為多段曲線,加工該管件時(shí)先在平板上進(jìn)行多段曲線放樣,下料完成后卷板成型。人字形圓管柱相貫節(jié)點(diǎn)各零構(gòu)件相對(duì)位置呈三維空間布置,組裝時(shí)放樣較困難。為提高構(gòu)件組裝的效率和精度,先由建筑整體模型導(dǎo)出各節(jié)圓管柱與環(huán)板和各托座的夾角,再使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行放樣模擬,讀取柱頂與環(huán)板、柱頂與托座、托座與托座等放樣尺寸。4.2鋼柱的國(guó)標(biāo)計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)采用鋼卷尺進(jìn)行外形尺寸驗(yàn)收和全站儀三維定位坐標(biāo)驗(yàn)收。圓管柱外形尺寸驗(yàn)收包括鋼柱的直徑、長(zhǎng)度、環(huán)板位置、托座尺寸等。圓管柱人字形相貫節(jié)點(diǎn)須采用全站儀進(jìn)行三維空間坐標(biāo)測(cè)量和校核。5鋼板排板定位測(cè)量本工程在外圍傾斜圓管柱和人字形相貫節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收和吊裝就位過(guò)程中