復(fù)雜超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量技術(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1.8萬噸。這是一座復(fù)雜的超級鋼結(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。1控制網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建1.1城市海上坐標(biāo)點本工程傾斜圓管柱現(xiàn)場吊裝使用各節(jié)柱頂三維坐標(biāo)點進行定位,該坐標(biāo)點是經(jīng)計算機結(jié)構(gòu)整體三維模型直接導(dǎo)出的相對坐標(biāo)點,原點設(shè)在左側(cè)核心筒。總平面布置圖上提供的場區(qū)基準(zhǔn)點為城市大地坐標(biāo)點,為提高全站儀的施測效率,將建筑相對坐標(biāo)點轉(zhuǎn)換成能在場區(qū)直接定位的城市大地坐標(biāo)點。本工程建筑相對坐標(biāo)系與大地絕對坐標(biāo)系夾角為40.036°,建筑相對坐標(biāo)系與大地絕對坐標(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,基礎(chǔ)底板綁筋和混凝土澆筑等工序易破壞基準(zhǔn)點,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,通過引樁對基坑內(nèi)各結(jié)構(gòu)部位實行“外控法”以控制點線的測放(圖4)。1.2.2核心筒內(nèi)側(cè)軸線控制引測當(dāng)基礎(chǔ)墊層澆筑完畢并達到一定強度后,即在基礎(chǔ)墊層上進行平面控制網(wǎng)的第一次測放。測放時先根據(jù)已測放的主軸線控制點,結(jié)合內(nèi)業(yè)計算成果用全站儀將建筑軸線測放在地下室基礎(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,結(jié)構(gòu)施工至±0.000后將控制點引測至核心筒周圍,在混凝土樓面做點位標(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,部分樓層控制點布置如圖5所示。1.3達賴喇嘛的接口傳遞上下引測布置測量控制點時,為控制引測精度,制作激光捕捉輔助工具,以提高點位捕捉的精度,減少分階段引測的累積誤差。1.4內(nèi)上下貫通鉛直量尺的選擇高程豎向各傳遞點的位置應(yīng)滿足在一個傳遞段內(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,先由二級控制軸網(wǎng)投測出鋼柱定位控制線,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,在進行垂直度矯正后,輔助復(fù)測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,若投測點重合,表明鋼柱垂直度無偏差,否則應(yīng)對鋼柱進行校正。3段鋼柱頂空間定位本工程測量的難點是外框架鋼柱的定位測量,也是復(fù)雜超高層鋼結(jié)構(gòu)異型部位施測的重點。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)鋼柱布置及場地情況有針對性地選定柱頂空間坐標(biāo)定位點,由計算機模型導(dǎo)出其相對坐標(biāo)點,經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為絕對坐標(biāo)點后,現(xiàn)場測量人員使用全站儀按該三維坐標(biāo)點進行構(gòu)件定位。柱頂空間定位坐標(biāo)點布置見圖7所示。圓管柱吊裝施測流程為:選定建筑相對坐標(biāo)系→建立建筑整體計算機模型→選定測控點導(dǎo)出相對坐標(biāo)點→將相對坐標(biāo)點轉(zhuǎn)換為大地絕對坐標(biāo)點→控制基準(zhǔn)點復(fù)核→基準(zhǔn)點加密→下節(jié)柱柱頂定位點復(fù)核與鋼柱矯正→本節(jié)鋼柱吊裝→柱頂測控點放樣及臨時固定→柱拼接口焊接。4構(gòu)件吊裝前的檢測由于圓管柱環(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)件測控點多,加工放樣和現(xiàn)場驗收困難,構(gòu)件吊裝前的精度直接影響現(xiàn)場吊裝就位施測的結(jié)果。4.1人字形圓管柱的組裝人字形圓管柱相貫節(jié)點中各個零構(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為多段曲線,加工該管件時先在平板上進行多段曲線放樣,下料完成后卷板成型。人字形圓管柱相貫節(jié)點各零構(gòu)件相對位置呈三維空間布置,組裝時放樣較困難。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,再使用計算機進行放樣模擬,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鋼柱的國標(biāo)計算現(xiàn)場采用鋼卷尺進行外形尺寸驗收和全站儀三維定位坐標(biāo)驗收。圓管柱外形尺寸驗收包括鋼柱的直徑、長度、環(huán)板位置、托座尺寸等。圓管柱人字形相貫節(jié)點須采用全站儀進行三維空間坐標(biāo)測量和校核。5鋼板排板定位測量本工程在外圍傾斜圓管柱和人字形相貫節(jié)點現(xiàn)場驗收和吊裝就位過程中