钢结构安装施工测量方案及精度指标探讨

钢结构安装施工测量方案及精度指标探讨

高俊强樊增龙李基千

【提要】本文以大连远洋大厦钢结构安装工程为例，就我国高层钢结构安装施工中的工程测量内容、测量方法、程序步骤及精度指标进行了分析和总结。

【关键词】施工测量

【Abstract】 This paper, taking the steel structure installation of Yuanyang Building in Dalian as an example, gives the details and procedures as well as the accuracy analysis to show such kind of works.

【Key words】 construction surveying

1 概述

高层钢结构建筑自重轻、构件截面小、有效空间大、抗震性能好，施工速度快，用工少，除钢结构本身的造价比钢筋混凝土结构稍高外，其综合效益优于同类高层钢筋混凝土结构，建筑物高度超过100m以上的超高层钢结构，其优点更为突出。但是，高层钢结构建筑技术复杂，施工难度较大，在材料选用、设备配置、构件加工、结构安装、质量检验等方面都有严格的要求。

为了保证钢结构有条不紊地顺序安装，保证钢结构的安装质量并且保证一定的安装速度，首先要合理安排各项施工工艺、保证结构安装中的整体与局部稳定性及对称性，并有足够的强度和刚度。一般要进行事先验算，不足时则采取加固措施，最大限度地减少结构安装中的变形值，保证结构的安装速度。为此，安装中一般应从中央向四周扩展，以利焊接误差的减少和消除。对于筒体结构先内筒后外筒；对于对称结构采用位置对称方案安装和焊接；对于非对称结构按上述原则具体确定。立面流水一般以一节钢柱为单元，每个单元以主梁或钢支撑、带状衔架安装成框架为原则，其次是次梁、楼板及非结构构件的安装。一般凡有钢筋混凝土筒体结构的先浇筒体后施工，在复杂的钢结构工程中除钢构件外还应考虑钢筋混凝土预制构件及外墙板的节点构造，确定安装顺序是否穿插于钢结构安装中进行。

2 施工测量方案制定依据及作业技术要求

2.1 测量方案制定依据

一般钢结构安装工程施工测量方案主要依据下列规范及文本：

(1)中华人民共和国国家标准《钢结构施工与验收规范》GB50205-95；

(2)中华人民共和国国家标准《工程测量规范》GB50026-93；

(3)中华人民共和国国家标准《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221-95；

(4)中华人民共和国国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》

GB90204-92；

(5)业主、设计方提出的具体的设计说明及文字要求。

2.2 技术要求

钢结构安装施工的技术要求包含许多方面，诸如地脚螺栓预埋、吊装、校正、焊接等，而其中与制定测量方案密切相关的内容见表1。

注：H为钢柱和主体结构高度；L为梁长；H1为单节柱高度

根据上述规范要求的内容及表1的具体要求确定施工测量中应满足的限差：

(1)土建提供的定位轴线应认真复核其点位偏差，控制点之间的距离偏差必须小于4mm，角度偏差必须小于10″，如超过则需调整，并以此作为钢结构柱轴线的依据。

(2)引测的定位轴线，其外框轴线之间的总距离偏差仍应达到小于3mm，相邻二柱的柱距离偏差应小于2mm。

(3)地脚螺栓预埋定位的精度必须满足小于3mm的要求，并且标高误差应严格控制在2mm的范围内。

3 钢结构安装施工测量的主要内容

3.1 测量工作的主要内容

3.1.1 平面控制网的建立

平面控制网可以根据土建提供的轴线控制点(或网)直接利用，或依据大连市规划勘测院提供的坐标点引测到施工区域内，构成高精度的小型平面控制网(建立的过程同常规工程测量，这里不再赘述)。

3.1.2 地脚螺栓的预埋定位测量

地脚螺栓的预埋方法一般有两种。一种是一次浇注法，另一种是预留坑位二次浇注法。前一种方法要求测量工作人员先布置高精度的方格网，并把各柱中心轴线引测到四周的适当高度，一般超过底板厚度

10cm左右；后一种方法可待底板浇注完成初凝后再重引测平面控制网及柱中心轴线到各预留坑位的四周。两种方法各有优劣，前者一次浇注预留防渗漏效果好，但是地脚螺栓定位后容易在浇注混凝土过程中发生位移，螺栓定位精度低；后者地脚螺栓定位精度高，但二次浇注，处理不当，容易产生渗漏。

3.1.3 平面控制点的逐层传递

为了确定出每一根钢柱的轴线位置，必须首先投测其平面控制网点，观测一般采用高精度的天顶准直仪或激光经纬仪配合激光靶进行，投测后的轴线必须进行角度和距离检测，距离可用钢尺直接丈量2测回，各测回较差<±2mm，与理论值之差｜Δs｜不宜超过4mm；角度观测必须满足《工程测量规范》对四等网测角的规定，角度与理论值之差｜Δβ｜应小于0.0025ρ×S AB/S1.S2(式中：S AB为两目标点的距离；S

、S2分别为测站点到两目标点间的距离；以米为单位)［1］。然后进行1

平差和归化改正，最后再排尺、放线。

3.1.4 钢柱轴线位置的标定

不论是核心筒的钢柱还是外框架的钢柱，都必须在吊装前标定每一钢柱的几何中心，吊装后标定其柱轴线的准确位置(钢针刻划)，作为测控该节钢柱垂直度的依据。

3.1.5 钢柱标高的传递及误差调整

高层钢结构的安装对标高控制的要求很高。GB50205-95《规范》规定：同一层柱各柱顶高差允许偏差为5mm；同一根梁两端高差允许偏差为L/1000且≤±10mm(L为梁长)；主体结构总高度允许偏差为±30mm 等。另外由于制造公差、焊接收缩等原因造成各节钢柱的柱顶标高与设计标高不一致，因此为达到《规范》要求，在吊装前运用水准仪以某一设计标高值抄平各钢柱，并在抄平位置作好标记，如图1中A位置，同时对进入施工现场的钢柱用已检定的钢尺从柱顶向柱底往下截取某一长度，并在此位置作好标记(如图1中的B位置)。然后通过调节图1中d 值的大小达到控制标高的目的。如果抄平线A与截取线B不在同一截面时，必须用水平尺引测到同一个截面后方可进行调节。每节柱吊装完毕后，都测定其标高，确定其与设计值的差异，如超过限差，则需要通过下一节柱的安装或反馈到制造工厂修正其长度来进行调整。