塔楼、空中连廊施工过程中的变形监测方案

第三十二节塔楼、空中连廊施工过程中的变形监测方案

1.概述

景观天桥长度约300米，宽度约30米、距离地面约250米。跨越并支撑于塔楼T2、T3S、T4S、T5的屋面, 共设置26个隔震支座，其中T2、T5、T3S各6个支座，T4S设置8个支座。其主结构采用空间交义的钢桁架结构，屋面采用单层网格结构。

景观天桥桁架结构主要分为三层，从上至下依次是主层结构、机电夹层以及避难层。主体结构的主桁架为3组东西向连续桁架跨越4个塔楼，截面形式为箱型，主要截面尺寸为□1000X1000X65X65、DSOOXSOOX 45X45、□600X600X33X35、□500X800X30X45、□300X600X18X35 等。垂直于主桁架方向，每 4. 5 米安装一梯形次桁架连接3组主桁架，截面形式为箱型、H型和圆管，主要截面尺寸为口800X800X50X50. □ 600X250X25X30、H600X350X25X30.①360X16、①550X18 等。

山于景观天桥的钢架约重6000多吨，可能会对支撑此连廊的四栋塔楼产生沉降变形及倾斜，以及前期四栋塔楼的沉降不均匀也会影响天桥的安装，因此前•期我司将加大对四栋塔楼的监测并且在安装天桥的过程中也加强监测。同时，山于T4S、T5塔楼之间的距离最少也有38米，故它的跨度大，钢结构桁架将会产生不容忽视的挠度变形。因此，在安装过程中须及时监测其挠度的变化情况，分析钢结构的安全稳定性，以便及早发现问题，及时采取有效补救措施，避免事故的发生。

2.监测依据及内容

2.1监测的目的

通过对塔楼和景观天桥的监测，保证空中连廊的安装定位不受影响。

2.2监测内容

2.2.1T4S、T5塔楼的监测

2.2.2景观天桥的监测

3.T4S、T5塔楼监测

3.1内控法位移监测

在T4S、T5各栋塔楼二层平面内设4个控制点，共安设4台垂线坐标仪，通过4点的平面内位移分析，监测楼层变形。

为了防止楼层的平动和扭转，我司还用全站仪对塔楼进行外控监测（外立面监测）

3.2外立面设点监测

主楼外围的观测点位置固定，以地面1F 固定点为后视，分别观测塔楼的5F 、15F 、25F 、30F 、35F 、40F 、

45F 、屋面层各点的平面坐标。观测结果和采用垂线坐标仪（内控法）观测得到的数据比较应一致。

3.3位移变形监测

垂线坐标仪测量法

楼层之间的相对平面和竖向变形釆用垂线坐标仪进行测试。其工作原理如下图：

重锤使垂线垂直，当上部楼层产生相对于下部楼层的变形时，垂线下端与垂线不直接接触、固定不动的CCD 图像传感器即可测量出垂线的平动变形值和竖向变形，比较方便的测量出楼层之间的相对变形值，计划在1F 、 6F 、12F 、18F 、24F 、30F 、36F 、42F 、屋面层设观测点。各层相对变形的叠加可反应建筑物整体宏观变形。如 下图所示：

山上图可知，实际测岀的是上下检测层的相对变形，即竖向相对变形值（dz2-dzl ）.

相对平动变形值

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T4S 控制点布置图

（dx2-dxl）、（dy2-dyl）；上下监测层相对变形进行叠加后，即可综合反应出建筑物的整体宏观变形。采用激光垂准仪提供垂直基准线，如下图所示：

GPS+全站仪进行垂直度监测法

（1）仪器位置的确定（仪器的精确坐标）

使用GPS静态观测模式来建立主塔楼顶层的控制测量。每栋塔楼系统山4台GPS天线或接收机固定安装在建筑构架的最高层。

在每一个天线下面放置一个可倾斜的圆棱镜（或360度棱镜），另外一台全站仪（TPS）放置在顶层能够看到所有GPS点的位置上。GPS加上TPS组成了一套“测量系统”。

GPS静态模式时需要接受和记录卫星信号一小时左右。与此同时全站仪测量到安置在接收机天线下面的棱镜的角度与距离（后方交会）。然后全站仪测量用来控制结构框架的施工点（设置在新的混凝土层上）。

观测完毕后数据导入到计算机用来处理。使用探卡测量办公室（LGO）软件来计算GPS天线位置。

全站仪位置的计算根据最小二乘法进行计算。最后转换接收机天线的WGS84坐标，将全站仪的坐标设置成重庆市独立坐标系统，并基于此坐标系统设置所有参考控制点的坐标。这些步骤将产生测量仪器的坐标和参考控制点的工程坐标。

基站控制点测站倾斜传感

使用观测值（方向与距离）汁算的坐标可以保证内部一致性，但是必须转换到III GPS天线组成的参考框架定义的坐标系内。

（2）测量建筑物垂直度（中心线偏离垂轴多少）

核心筒测量使用NIVEL200双轴精密倾斜仪来精确确定主塔楼在垂轴方向的偏差。倾斜仪绝对测量范圉为±0.2弧度。此角度测量值可以用来讣算山于结构的倾斜产生的平面在x和y方向上的倾斜值。在倾斜仪最初安装的时候，它们需要根据基础的位置在垂直方向上根据测量控制点进行校正。随后可得到一系列在x和y方向的倾斜观测值，倾斜观测值将用于与其后的的观测值比较来反应主塔楼在垂轴上的角度偏差。

倾斜传感器将通过RS-485串行接口电缆连接到位于测量办公室的运行彳来卡GeoMos软件的专用计算机上。

连续的、实时的测量每层结构倾斜值都将记录下来，倾斜值以x和y方向表示结构在垂轴方向的偏差。平稳数据的振幅最大值反映了结构的振动。

竖轴曲线的平均位移反映了结构总体的位移。相应的GPS观测数据将会用于此LI的。在不同高度的不同的

倾斜仪数据需进行结构倾斜的非线性改正。

电子倾斜仪与计算机连接示意图

3.4沉降监测

沉降观测技术要求

建筑变形测量的技术指标

沉降观测设计

（1）沉降观测的方法和频率

根据现场实际情况，在被观测建筑物外墙上选择坚固稳定的地方，根据设汁的沉降观测点布置图埋设沉降观测点，与离建筑物5倍基坑深度远处便于观测且坚固稳定的点组成闭合水准路线，以确保观测结果的精确度。第一次观测应在观测点安设稳定后及时进行，并和假定的两个水准点构成闭合水准路线，每次测量均做往返测量。以后随结构升高将临时观测点上移并进行观测，直到±0.000时，再按规定埋设永久性观测点。然后每施工一层，复测一次，结构封顶后每月观测一次，竣工后每季度观测一次；竣工一年后每半年一次，直至沉降稳定为止。

（2）基准点的选择与布设

要达到沉降观测点的沉降变化情况，必须要有一些固定（相对的固定）的点子作为基准，根据它们来进行测

量，以求得所需要的变化值。

基准点的选择与控制网的布设，应该全面的考虑、合理的解决作为变形观测依据的基准点的布设问题。在选定

的位置用长约1米的钢筋深埋，并固定保护。为了检查水准基点本身的高程是否变动，可将其成组的埋设, 通常每组三点，并形成一个等边三角形，如下图所示：