钢构施工测量方案

中国建筑股份有限公司

CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRG.CORP. LTD

东北亚（长春）国际机械城会展中心项目钢结构工程施工测量专项方案

2017年5月

中建二局

筑工程有限公司

目录

1 编制依据 (2)

2 工程概况 (2)

2.1 施工区域划分 (3)

2.2 钢结构概况 (3)

3 钢结构安装测控总体思路 (3)

4 测量主要内容及重难点 (6)

5 测量施工前准备工作 (6)

6 主要的施工测量工艺 (8)

6.1 平面控制网的建立 (8)

6.2 施工测量工艺 (13)

6.3 测量控制标准 (18)

7 钢结构施工监测方案 (18)

7.1 钢结构施工监测点设置 (18)

7.2监测基本要求 (19)

7.3监测执行的技术标准 (20)

7.4 钢结构施工监测 (20)

8 测量质量控制措施 (21)

8.1质量控制措施 (21)

8.2现场施工测量流程 (22)

9 安全管理措施 (22)

9.1 控制点安全管理措施 (22)

9.2仪器安全管理措施 (23)

1 编制依据

1、工程合同文件；

2、工程相关施工图纸；

3、国家《工程测量规范》（GB 50026-2007）；

4、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）；

5、《钢结构工程施工规范》GB 50755-2012

6、工程钢结构施工方案

2 工程概况

表2-1 工程概况

工程整体效果图

2.1 施工区域划分

本工程钢结构加工制作、拼装、安装工程分两个标段，标段划分以图纸中1/20轴与21轴之间施工缝为准，施工缝以东为I标段，施工缝以西为II标段。

具体范围以施工合同约定为准。

分区平面布置图

2.2 钢结构概况

本工程整体结构造型呈现蝴蝶型。钢结构主要由五部分组成：钢柱、钢梁、钢桁架、张弦梁、钢系杆，材质为Q345，工程量约17000t。

钢柱：钢柱分为圆管柱和方管柱，圆管柱截面为φ1100*25、φ900*20和φ700*20，方管柱截面为600*600*20。

钢梁：主要为热轧H型钢和，最大截面为HN500*200*10*16，H800*400*16*25。

钢桁架：主要为焊接工字钢钢桁架，最大截面为H700*300*12*20。

张弦梁：张弦梁按跨度分为90m、72m。

3 钢结构安装测控总体思路

1、工程钢结构施工测量主要为平面测量、标高控制两部分。测量应遵循“由整体到局部”的原则，其总体思路为：

表3-1 测控总体思路

2、本工程结构体系复杂，且施工面积大，施工穿插作业多，且场地内部环境复杂，是本工程测量的环境特点。同时由于本工程的各部分结构体系的施工精度直接影响下道工序的安装误差精度，因此必须从工厂加工制作至现场安装制定严格的测量方

案，采用科学的测量仪器及测量手段进行各道施工精度的控制。另外由于本工程的钢结构屋盖张弦梁结构跨度大、结构的施工面积大且安装精度要求高的特点及现场施工安装过程中不同结构体系的温差效应导致的热胀冷缩差异，所以本工程所涉及的测量、监测内容繁多，技术要求很高。具体测量、监测的基本内容有： 表3-2 具体测量、监测的基本内容 定位及复

支撑胎架

定位及标

高控制测

展厅张弦

梁控制点

定位轴线

及标高测

桁架结构

的定位及

为了提高测量精度，首先应合理设置测量基准网，它包括场内和场外两部分，平面和高程相结合，并组成一个系统，定期复测，校核合格后方可使用；选择适用的高精度测量仪器(全站仪、激光准直仪和水准仪等)；采用合理的测量工艺和手段，提高

数值传递的精度；在保证良好通视条件下，合理布置构件上的测点及提高测点的设置精度；在测量基准网的建立和基准网竖向传递时，用GPS全球定位系统进行复核；组建高素质的测量专业队伍，保证多项措施的不折不扣的执行。

4 测量主要内容及重难点

表4-1测量主要内容及重难点

5 测量施工前准备工作

5.1 测量仪器及设备

1、主要测量器材的选用

表5-1 主要测量器材表

（2）、测量仪器的精度要求

表5-2 测量仪器的精度要求表

5.2 测量人员准备

为保证本工程测量工作顺利进行，确保钢结构安装的进度和质量要求，我们将对本工程选派一名测量工程师作为测量总负责，主持工程钢结构安装总体测量工作，其余选派持证测量员及测量工人进行具体测量作业。

根据工程施工过程中作业范围广，拼装场较多且分散的特点，高峰时期施工现场会出现多处拼装场地同时进行张弦梁及桁架的现场拼装，各区域至少安排2名测量员进行拼装测量控制，为确保工程施工过程中测量工作顺利及时的完成，投入测量人员如下：

表5-3 投入测量人员表

5.3 测量施工其他准备工作

1、与土建施工坐标系交接

钢结构安装在土建施工满足预埋件安装条件后进行，整个钢结构结构体系通过预埋件与土建结构形成统一整体。在钢结构安装前期测量准备时，确立与土建施工统一的参考坐标系至关重要。

在进行测量施工前，需同土建施工测量组进行坐标点的交接，内容包括现场坐标

点位的指定（至少2个），坐标点坐标及标高参照的记录，并对给定坐标点位进行复核测量，在允许误差范围之内后形成书面交接资料。如在原始控制点交接过程中不能达成一致坐标系复核结果，可采用GPS定位进行原始点位坐标值复核。

2、熟悉测量资料

测量人员和设备进场后，在工程技术负责人的领导下，根据施工组织设计，测量工程师首先组织测量人员详细了熟读施工图纸，详细了解工程各部位的结构分布情况，准备测量放样数据，以采取相应的测量控制手段和方法。

3、测量方案的拟定

在进行本工程测量前，测量专组由测量工程师组织、所有测量人员参加，经过讨论拟定初步测量方案，指导后面具体测量工作的展开实施。

4、测量器具的检验

测量仪器、工具必须准备齐全。其中全站仪、经纬仪、水准仪及钢卷尺等仪器、工具必须送甲方指定的专业检测单位检测，检测过的仪器、工具必须保证在符合使用的有效期内，测量仪器的精度必须符合精度要求，并保留相应的检验合格证备查。

6 主要的施工测量工艺

6.1 平面控制网的建立

6.1.1测量控制网的建立

1、平面控制网的布网原则

场地平面控制网应根据设计定位原则，建筑物形状和轴线尺寸，以及施工方案，现场情况等进行全面考虑后确定，其布网原则为：

（1）控制网中应包括作为场地定位依据的起始点和起始边，建筑物主点和主轴线。

（2）要在便于施测、使用(平面定位及竖直控制)和长期保留的原则下，尽量组成四周平行于建筑物的闭合图形，以便闭合校核。

（3）控制线的间距以 30m～50m 为宜，控制点之间应通视、易量，其顶面标高应略低于场地设计标高、桩底低于冰冻层，以便长期保留。

2、平面控制网的布设

本工程平面控制网分二级布设：首级控制网为四边形边角网，四边形的对角线为长轴和短轴；二级控制网为主轴线控制网。

1）控制网分级的技术标准见下表。

表6-1控制网分级

2）精度要求

本工程首级控制网依据土建交付的基准点用徕卡全站仪引测，引测时要达到《工程测量规范》GB50026-2007的相应精度等级要求，具体如下表所示。

表6-2四边形边角网水平角技术要求

表6-3轴线控制网技术参数

3、平面控制网设计准备

测量工程师、测量人员熟悉所有的设计图纸和设计资料，并在进行平面控制网设计工作之前，必须先了解建筑物的尺寸、工程结构内部特征和施工的要求，熟悉施工场地环境以及与相邻地物的相互关系等。

6.1.2总控制网的复核

根据总包提供的基准点和测量的坐标，以及施工现场平面图和长春市一级控制点的标高和坐标，对现存的基准点进行复测，验证基准点数据资料的准确性。

复测过程必须是与总包、监理方共同进行，并报监理工程师验证。复测内容及要求如下：

平面基准点复测，按国家四等导线测量的要求实施，测算出精度误差。

水准基点复测，按规范要求进行联测，精度达到国家四等水准要求。

6.1.3 现场测量控制网的建立

1、平面控制网的建立

首级控制网为土建单位布设施工控制网。钢结构一级测控网以土建施工提供的测控网为依据进行布设，导线设计等级为二级。

平面控制网布设原则：从整体到局部，先控制后细部。

在控制点的选择上需注意：

（1）各控制点需形成闭合回路，以便定期进行各控制点精确度的校核；

（2）相邻控制点间尽量保持通视，以便支站，进行碎步测量；

（3）所选测站点需固定、可靠。

结合本工程施工图纸及施工方法，为提高放样效率、方便施工，施工放样采用施工坐标系，坐标原点定为○1轴和○A轴的交点，X轴定为○1轴，由○A向○AA轴方向为正方向，Y轴定为○A轴，由○1向○50轴方向为正方向。施工坐标原始控制点由总包提供，共计2个，详细信息如下：

表6-4 控制点信息表

平面控制点点位图：

按工程不同施工阶段，钢结构安装平面控制网布设需根据现场实际施工情况进行调整。

2、高程控制网

根据土建施工单位外围原始布设施工标高测量控制网，钢结构施工前复测各标高控制基准点间相对高差和平面图形的高差闭合差，如误差符合要求，选定标高基准点作为钢结构施工的标高起算点，用水准仪往返观测4个水准点到钢柱翼缘外侧面作起始标高并画好油漆标记，要求中间无间隔阻挡。报请监理复核验证。引测点标高将作为钢结构部分的施工用基准点。

本工程高程控制采用相对高程，相对标高±0m取值参考本工程设计地坪标高，取绝对标高EL210.000m。总包提供1个绝对高程控制点，施工过程中，自行转换为相对高程，详细信息如下：

表6-5 水准点信息表

高程控制点点位图：

高程控制方法：钢尺竖向传递法。

±0.0米以上标高传递，主要是用钢尺沿结构外墙、边柱或电梯井筒等向上竖直量距。一般至少要由3～4处同时向上引测，以便于相互校核和适应分段施工的需要。

（1）引测步骤如下：

1）先用水准仪根据固定水准点或±0.00米水平线，在各向上引测处准确地测出相同的起始标高线（一般大多测＋1.00m标高线）。

2）从起始标高处，用50m标准钢尺分四处垂直向上，用标准拉力量至+1m处。相互检测四个标高引测点间的引测误差，如误差值在允许范围内，将闭合差及时调正并用白色油漆作好标高三角标记。各层的标高线均由起始标高线向上直接量取。

3）将水准仪安置到施工层，校测由下面传递上来的各水平线，误差应在5mm以内，在各层抄平时，应后视两条水平线以作校核。

（2）为了提高精度，可采用以下几种办法测量：

1）测设水平线时，采用直接调整水准仪的仪器高度，使后视的视线正对准水平线，前视时直接用红铅笔标出视线标点。这样能提高精度1-2mm。

2）测设标高或水平线时，尽量做到前后视距等长。

3）由±0.00米水平线向上量距时，所用钢尺应经过计量检定，量高差时尺身应垂直并用标准拉力，同时要进行尺长和温度改正。

4）为防止标高偏差积累数使建筑物总高度偏差超限，要严格控制各层标高偏差，不得超限。均应以原始起点传距，尺身保持垂直，整尺传递，绝不能逐层传递，避免积累误差。

通过上述办法，层间标高测量偏差不应超过3mm，建筑全高（H）测量偏差不应

超过3H/1000，且不应大于30mm。施工过程中将应用全站仪对高程进行复测

6.1.4 控制网的加密

虽然控制网已布设完毕，但并不能保证每一控制点均可直接用于施工，可用的控制点也不能满足所有区域施工测量的需要，因此在现有控制网基础上进行适当加密，使之能直接用于施工测量。

本工程占地面积大，建筑分区多，方便分区域施工，加快施工进度。为满足施工要求，需对已知控制点进行合理加密。根据现场施工情况，经过现场勘查，考虑到现场正在进行桩基施工，所以将加密控制点布置在场地外围。高程控制点由已知高程点引测至已完成的平面控制点上，实现平面高程控制合一，方便施工放样。

加密平面及高程控制点信息：

表6-6加密平面及高程控制点信息表

加密点点位图：

控制网布设技术指标

表6-7控制网布设技术指标表

6.1.5控制点的保存

加密控制网标石直接在硬化地面采用水泥钉进行标识，四周采用钢管进行保护，并做好警示标识。标识点坐标及高程定期进行复测，业主测量队及监理也应进行相应核验，以确保加密控制点数据的准确性。如下图所示：

地面标识点保护措施

加密控制网标石无法直接在硬化地面采用水泥钉进行标识的，采用现浇砼预埋十字钢钉的方式，四周采用钢管进行保护，并做好警示标识。标识点坐标及高程定期进行复测，业主测量队及监理也应进行相应核验，以确保加密控制点数据的准确性。如下图所示：

现浇砼标识点保护措施

6.2 施工测量工艺

1、柱脚锚栓安装测量

在柱脚锚栓安装之前，先将构件设计坐标换算到施工坐标系中，将构件上各关键控制基准点、用弹设墨线的方式进行标注。测量人员随时检查构件的几何尺寸与设计值是否相符。

（1）平面位置测设

根据现场已建立的控制网，采用全站仪以极坐标放样的方式放出支座轴线，准确位置，用墨线弹出做出明显标记，各条线的线端必须超出构件物边10cm左右，以便吊装时能检查后续结构的安装位置。其次，在柱脚锚栓与基础控制线相对应位置画出明显标记。

柱脚轴线测设示意图

（2）柱脚锚栓标高控制

地脚螺栓埋设前，要对土建施工轴线进行复核，以确认土建施工误差不影响埋件的埋设。对轴线进行复核后，开始对要埋设的螺栓进行放线定位；由于提前对埋件进行了预加工，同一根钢柱的埋件在地面预加工，根据图纸对螺栓的相对位置用定位环固定，所以埋件安装时，只需要测量放样其中两个螺栓即可，初步固定后，检查第三个螺栓，以确保安装准确无误，然后进行最终固定。

柱脚锚栓安装固定后一般有混凝土的浇灌过程，所以其测量定位需在安装前进行轴线测设、标记；混凝土浇灌过程观察偏移情况；浇灌完成后进行全面复核。确保后续钢结构安装的精度要求。

2．钢柱安装的测量

钢柱安装前需要再次对预埋的地脚螺栓进行检查，对比混凝土完成之后的复核记录，误差值在允许范围内，即可进行钢柱安装程序，若发现误差值较大，则需要重新校对控制点，重新检核。若确认螺栓偏移值过大，应立即上报技术部，经技术部商讨确定最终方案后，按照方案进行钢柱安装。

钢柱安装过程，需全程对钢柱安装的垂直度进行跟踪测量。使用全站仪对钢柱安装进行监测要同时监测两个互相垂直的方向，为减少计算量，提高工作效率，监测选择两条轴线方向，结合施工坐标，可以快速准确的获得钢柱的倾斜值。

钢柱安装除了垂直度，还要对每节钢柱的顶标高进行准确测量，以保证最终的安装精度。每层钢柱安装完成后测量柱顶标高，标高偏差控制在规定范围内，并做好测量记录，将最终测量结果反映至技术部，通知加工厂根据柱顶标高调整下节钢柱的加工长度。

3、钢柱垂直度偏差校正

根据加密控制点，我们力求提高放样精度，采用精密量距和经纬仪测角二测回，放出每个柱脚的纵横线，并用全站仪进行点位复测。将误差控制在验收规范允许的范围之内。

钢柱测量示意图

4．钢梁的测量校正

当钢柱校测完毕后，下一道工序吊装钢梁。在安装主梁前，在根据焊接收缩量预留焊接变形值，预留的变形值应作书面记录。如果柱子安装时垂直度达到安装精度要求，那就在安装和校正钢梁时，在把柱子承开，留出接头焊接收缩量，这时柱子产生的内力，在焊接完成和收缩后也就自动消失。

梁和钢柱之间用高强螺栓连接，由于柱与柱之间的主梁截面大、刚度也大，在安装柱与柱之间的主梁时，将会影响钢柱的垂直度，因此需要进一步对柱子进行跟踪校正；对主梁联系的隔跨甚至隔两跨以上的柱子也要一起监测，只有采取这样的措施，柱子的安装质量才有保证。

当高强螺栓紧固完成后，对这一片区的钢柱再次进行整体观测，并做好记录，根据记录的偏差值大小及偏差方向，决定对焊前偏差是否还需要进行局部尺寸调整以及确定焊接顺序、焊接方向焊接收缩的倾斜预留量，然后交付焊接班组进行施焊。

高强螺栓最终拧紧之后，下一道工序焊接，焊接时焊接缝会收缩。因此在焊接完成以后必须再一次对该片区的钢柱、钢梁再次复测，并做好记录，校测后所记录的测量数据，进行整理，作为下一层钢柱吊装校正及焊接的预控数据。

5、桁架拼装测量

下部及屋面钢桁架地面拼装过程的测量包括拼装胎架中心轴线的定位、构件在地面上的投影的放样、桁架本身高度、构件拼装完成后的校正测量。

本工程钢桁架拼装测量控制采用“地样法”进行。

为保证拼装过程中胎架的定位准确，并为以后的胎架位置复测提供可靠依据，在拼装工作开始前应事先在每块登机桥拼装场地内设置2个平面控制点和1个水准点。同时它们也是后续构件投影线及构件拼装校正测设的依据。胎架定位测量时，根据桁架分段特定拼装方式的前提下计算出登机桥垂直投影各节点中心点的相对坐标，然后利用全站仪测出该点位置，并在地面上弹设墨线做好标记。

待拼装场地准备好后，在硬化拼装场地表面重新测放胎架定位点，并作十字线作为胎架安装的依据，胎架安装完成后首先在地面上放样待拼装构件的轮廓线，同时利用水准仪校正胎架上部调整机构顶面高度，确保同一构件下部所有胎架顶平。

构件的水平位置以线垂与地面投影线进行校正。

桁架拼装、焊接完成后需进行尺寸复核测量。采用全站仪检测桁架构件坐标，根据设计值进行比对，计算误差，如发现构件的相对位置偏差超出允许误差，则需及时校正。

6、临时支撑定位

根据临时支撑的设计及施工验算可知，临时支撑在钢结构安装和就位时会产生一定的变形，因此在设计时需要对临时支撑预留变形量。

临时支撑的测量控制主要从平面位置及支撑标高两部分进行：

（1）支撑平面位置测量

钢结构安装主要采用1m×1m和2m×2m截面尺寸的支架，布置位置根据吊装过程中需支撑点位设置。测量操作过程主要将支撑点位坐标利用全站仪投影至地面位置，从而确定支撑布置的截面中心位置，以此为中心弹设1m×1m或2m×2m的正方形标记线，从而确定支撑搭设的平面位置。

（2）支撑标高测量

工程中临时支撑顶部设置可调节装置，从而实现对安装构件进行微调。所以在支撑架标高测量控制上根据对应位置构件安装高度下调30cm~5cm作为预留，剩余空间用以可调节装置。

支撑架的测量

7、张弦梁安装测量

张弦梁分段吊装测量

张弦梁单榀就位测量

6.3 测量控制标准

表6-8 测量控制标准表

7 钢结构施工监测方案

7.1 钢结构施工监测点设置

本工程为钢框架及屋盖张弦梁结构形式，钢结构安装要求在施工阶段进行监测外，在运营阶段也要进行监测，提供运营阶段结构安全的保障。

1．在每榀张弦梁两端支座处；跨中位置；撑杆支撑处；设置张弦梁位移监测点。实时监测位移与理论仿真计算的数值进行对比分析。确保在误差范围内。

张弦梁变形监测点根据长度不同确定数量，90m和72m的张弦梁每榀布置5个，45m张弦梁每榀布置3个。布置位置如图所示：

90m张弦梁监测点布设示意图

72m张弦梁监测点布设示意图

45m张弦梁监测点布设示意图

7.2监测基本要求

1、安全监测的内容

（1）结构损伤识别

进行钢屋盖结构及钢柱分析计算，包括基准计算分析模型的建立、修正以及基于模型的结构损伤识别。

（2）监测项目

施工阶段、运营阶段实施监测的项目为：关键部位应力应变监测、结构变形监测、结构振动监测、环境风速监测、环境温度监测。

（3）监测重点

结构关键构件的结构变形和结构振动为本工程的监测重点。

1）在施工阶段，监测重点包括：各关键构件的准确定位、张弦结构的张拉过程以及临时支撑拆除过程中主体结构关键部位的结构关键控制点的变形等；

2）在结构的运营阶段，监测重点包括：风速风向、各关键构件结构关键控制点的变形等。