某复杂异形钢结构工程空间测量定位技术

某复杂异形钢结构工程空间测量定位技术
作者：王德国
来源：《科技创新与应用》2016年第14期
摘要：文章主要阐述在某复杂的异型钢结构工程中，利用犀牛Rhinoceros和Autocad软件完成3D实体建模，利用全站仪等先进仪器，对钢结构进行空间测量、纠偏、定位、安装的技术。

关键词：异型钢结构；3D建模；全站仪；空间测量定位
引言
工程概况：该工程建筑面积4800平方米，地上2层，地下1层，建筑高度19.2米，主体框架剪力墙结构，立面为双曲面铝板造型，形如莲花瓣，见图1。

1 钢结构安装偏差控制的三级原则
首先用主体钢结构纠正土建偏差，其次用二次钢结构纠正主体钢结构偏差，再次用花瓣造型铝板消化二次钢结构偏差。

主体钢结构由总包单位施工，已经完成。

二次钢结构（花瓣造型铝板龙骨）和铝板面材由幕墙公司施工。

本工程结合具体实际，选择全站仪和经纬仪、水准仪等配合完成二次钢结构的测量、纠偏、定位、安装工作。

2 用设计指导生产安装，通过生产实践优化设计思路
莲花瓣造型为双曲面铝板，二次钢结构采用单曲面钢结构造型，设计阶段需借助犀牛Rhinoceros和Autocad软件完成3D建模。

空间定位坐标点（X，Y，Z）的理论值选取也需要在3D模型中选取。

通过现场测量、纠偏、修正3D建模。

3D建模技术的应用，将复杂的施工现场和复杂的空间结构有机的结合在一起，通过计算机模拟，修正偏差，调整模型，优化结构，从而满足建筑设计和现场安装要求。

3 测量、纠偏、定位、安装的基本过程
（1）总控制网的复核和花瓣钢结构施工控制网的建立。

复核总包单位提供的轴线、标高、基准点。

复核合格后，对轴线、标高进行引测，建立符合花瓣钢结构安装要求的施工控制网，图4为钢结构基础轴线和测量基准点，即钢结构工程坐标0点（X=0，Y=0，Z=0）。

空间定位点坐标值（X，Y，Z）均以相对零点为基准点测量。

（2）莲花瓣3D建模和钢结构龙骨3D放样。

花瓣龙骨采用单曲面钢方管拉弯龙骨，由于面材为双曲面铝板造型，因此需局部增加调整角钢来减少双曲面和单曲面转换造成的偏差，见
附图2。

3D放样环节是将设计理念变成实际工程的前提条件，通过放样，发现问题，解决问题，为生产做好技术准备。

（3）桁架组焊。

3D建模结束后，开始钢龙骨生产、加工、组焊。

根据工程结构特点，便于吊装和空间定位调整，采取化整为零的方式，将花瓣钢龙骨网架分解成若干小桁架，桁架组焊偏差控制遵循杆件以大面定小面，以长件控短件，严控关键尺寸，按图施工的原则。

（4）空间定位点编号，理论坐标值的量取。

依据3D模型，统一基准轴线和测量基准点，见图4，将桁架和空间定位点进行编号，并量取坐标点的理论坐标值（X，Y，Z），做好记录。

空间定位点一定要标识明确，编号有序，基准0点准确无误。

（5）空间定位点的现场测设。

钢桁架组焊结束后，按照图3进行定位点标识。

与此同步，进行空间定位点的现场测设，测设需遵循以大定小、以长定短、以精定粗、先整体后局部的测设原则，用科学手段减少测设偏差。

利用全站仪，找到各空间定位点（X，Y，Z）在施工现场的实际位置，并明确标识，要求标识点明确，标识杆稳固。

测量时注意测量的时间，温度，风力，采取多角度测量，多次测量，折中平衡的原则。

（6）钢桁架的吊装、定位、固定。

空间定位点现场测设完毕后，进行钢结构桁架的安装，合理选择吊装设备，将桁架定位点和空间标识点吻合。

当理论值和实际值产生偏差时，及时复核，找出偏差原因，进行修正。

桁架定位后，要进行整体复测，对轴线，标高，分格最终确认，准确无误后，固定桁架，然后进行防腐，防火，保温，封修等后续工序。

4 结束语
异型钢结构工程，放样在前，施工在后，现场视觉模型合格后，方可进行批量生产。

空间定位是施工的关键点，施工过程中重点把握测量、纠偏、定位、复测、固定的施工顺序，并充分利用现代测量仪器和3D建模技术，将理论和实践完美结合。

参考文献
[1]GB50026-2007.工程测量规范[S].
[2]冷超群.建筑工程测量[M].南京大学出版社，2013.7.
作者简介：王德国（1978-），男，工程师，2002年毕业于长春理工大学，工学学士，长期从事幕墙设计及施工管理工作。