摘要：球曲面網殼鋼結構的施工測量是施工進程中難度較大的一項內容。如何克服施工現場種種不利因素的影響，確保測量結果的精密、準確，從而保證整個工程質量，是目前鋼結構界所關注的重要問題。本文以惠州會展中心媒體倉工程為例，介紹對測量方案的研究分析及對網殼施工全過程實施的控制測量，為相關領域人員的研究提供了參考。
　　關鍵詞：球曲面網殼；鋼結構；施工測量
　　網殼結構作為一種美觀實用的結構形式，在國內外工業和民用建筑中的應用越來越多。由于此類結構在安裝階段的空間剛度與結構形成整體后的空間剛度相差十分懸殊，安裝過程中構件內力的變化、結構的變形等控制的難度較大。因此，如何通過準確的施工測量降低安裝誤差，控制安裝精度，提高安裝質量，是球曲面網殼結構施工的一個關鍵環節。本文以具體工程實踐為例，介紹了施工測量方案的研究制定與實施。
　　1 工程概況及施工方法簡介
　　如圖1所示，惠州會展中心媒體倉表面為球面網殼鋼結構，結構尺寸為長24m，寬12m，結構標高15.5m，8m層為現澆混凝土平臺樓板，底部為柱腳鋼管支撐架，上部為網殼球面結構，均采用薄型箱型截面，中間加連接板焊接。如何保證施工質量，加工精度控制和安裝測量的控制是施工成功的關鍵。
　　按照媒體倉最大外截面尺寸，整個網殼施工采用搭設整體滿堂腳手架，高空散拼法施工。以底層為基點，逐層向上拼焊，最后封頂。腳手架架體每邊增加1.2m作為行走通道，實際搭設架體投影尺寸為（長25.2m，寬13.2m），媒體倉支撐架體要求搭設尺寸為立桿的縱距b=1.20米，橫距l=1.20米，步距h=1.50米，在支撐的地面樓板面上測量放線，將媒體倉的桿件從空間位置投影到地面，然后把每個構件中心線的投影線橫向和縱向各往兩邊偏移500mm，腳手架的立桿就沿著偏移后的投影線進行布設。測設出立桿位置，彈墨線標注。參考媒體倉平面布置圖對支撐立桿位置進行確定。

                                 
　　2 施工測量方案研究與實施
　　該工程施工測量面積達、周期長，而且精度要求高，為此在安裝前制定了專項方案，不知好控制測量網點。根據土建單位提供的定位軸線和水準基點，進行復核調整后在縱橫和放射軸線上設立若干控制點，把各個軸線和標高投注在網殼結構面上，為安裝工序提供測量依據。作為球曲面網殼結構，根據設計要求及施工方法，其控制測量主要包括以下幾個內容：1）底層支座節點定位測量；2）球體中心點鉛直定位線控制；3）空間節點的控制測量。結合施工現場的具體條件，我們進行了數種控制測量方案的探討、比較，最后確定采用如下方案：
　　2.1 平面控制網測設
　　平面控制應先從整體考慮，遵循先整體、后局部，高精度控制低精度的原則。布設平面控制網形首先根據設計總平面圖，現場施工平面布置圖。選點應選在通視條件良好、安全、易保護的地方。樁位必須用混凝土保護，需要時用鋼管進行圍護，并用紅油漆作好測量標記。具體操作首先根據總平面圖利用全站儀(測角0.5”，測距1+1PPM)，從高級起算點在媒體倉內測一條閉合或附合導線，然后采用極坐標法，定出建筑物縱橫兩條主軸線，經角度、距離校測符合點位限差要求后，作為首級平面控制網。平面控制網的精度等級根據《工程測量規范》要求，控制網的技術指標必須滿足：測角誤差為±5”，變長相對誤差為1/40000。首級控制網布設完成后，建立建筑物平面矩形控制網。
　　2.2 高程控制網的建立
　　為保證媒體倉豎向施工的精度要求，在場區內建立高程控制網。高程控制的建立是根據土建單位提供的場區水準基點（至少應提供三個），采用ZeissDINI10電子水準儀（精度0.3mm/km往返測）對所提供的水準基點進行復測檢查，校測合格后，測設一條附合水準路線，聯測場區平面控制點，以此作為保證施工豎向精度控制的首要條件。高程控制網的精度不低于三等水準的精度。在媒體倉內設置3個水準點，距離建筑物應大于25米，距離回土邊線應不小于15米。
　　2.3 底層支座節點定位測量
　　由于該工程采用自下而上的拼裝方式施工，因此底部支座位置的準確精度便是保證整個結構施工精度的關鍵。結合現場實際工作條件，我們選擇使用J2級光學經緯儀，Ns004水準儀和毫米刻度的鋼卷尺進行水平定位和標高測量。在鋼筋混凝土環梁上以圓心角9o，均勻布置40個預埋板。要確定支座的標準位置，必須對預埋件的位置進行定位測量。在精確地驗證了支座處圓心K點基礎上，將經緯儀安置在K點．設定指向起始點0o，在預埋件上用細鋼針劃出方向線。先以順時針方向每9o劃線，然后倒轉望遠鏡再逆時針劃線。檢查兩次劃線是否重合，否則取中為最后每9o的方向線。
　　在確定了經向線位置的基礎上確定支座預埋件的環向位置，具體作法是截取相同的半徑，每個點讀兩次數．取平均值為終值，這樣支座節點的水平定位便確定了。各支座節點的標高定位測量采用水準儀。按照水準測量規范測得各點標高，根據全都各點標高觀測值求其平均值L均，以L均作為標準，逐一求各點觀測值Li與L均差值Vi作為各點的修正值。結合工程實際情況，支座標高宜加不宜減，故取Vi值中正值最大值作為零值，其它各點Vi值歸零后即為支座標高應加墊的高度。
　　2.4 網殼結構中心線的定位測量
　　對于球曲面網殼結構，各層通過水平方向測量定位節點的重要依據是結構頂點與支座處界面中心的垂直連線，各個空間節點坐標都必須通過它來確定。因此，對其精確的測量標定至關重要，是整個網殼結構施工控制測量的核心工作之一。其標定方法通常是采用鉛垂線法，自球體頂點向下過中心引鉛直線，當鉛垂靜止后以此作為標準鉛直線。然而，由于本工程施工采用自下向上的順序，球曲面頂點最后才形成，直接使用傳統方法無法有效的保證施工測量的精度，因此在該工程中我們不僅要采用常規的測量儀器和方法，更要大膽采用新技術、新設備。在鋼結構中心線的定位測量方面采用了較為先進的測量儀器，并將三維工業測量技術和近景攝影測量等技術應用到該工程。用氮氖激光器組裝了一臺激光鉛直儀，將激光鉛直議安置在中心點，使激光向上發射，從而產生一條鉛直線定位，克服了用線垂定位的諸多弱點，測量精度可以切實得到保證。同時為了便于施工，輔以鉛垂線定位測量，即保證了工程質量，又方便了施工。
　　2.5 空間節點的控制測量
　　當底層支座節點、中心點和網殼中心鉛直線得到精確定位后，使用經緯儀、尺度測量就可以方便準確地對空間節點進行角度和水平測量。利用經緯儀在K點觀測各節點的水平角和豎直角即可確定節點的高度位置，再量出節點到網殼結構中心鉛直線的水平距離，即可確定空間節點的位置。
　　2.6 球曲面網殼整體監測
　　由于網殼整個采用由下向上逐層按設計要求安裝．我們在加強加工精度要求的基礎上、采取各層一邊安裝一邊檢查，邊檢測邊調整，盡力消除安裝誤差。采用全站儀對與媒體倉各個桿件的三維坐標進行逐一復查，確保每個構件安裝定位在規范允許范圍內。如果發現超偏尺寸超過了規范允許值，應在下道工序安裝之前予以調整。
　　3 測量精度控制措施
　　施工現場測量精度將直接影響到整個結構的安裝精度，所以保證測量精度是保證結構安裝質量的一個很重要的環節。確保測量精度主要采取的措施包括：
　　1. 保證基準點：布設合適精度的施工控制網。選擇與鋼結構施工要求相適應的施工控制網等級。結合以上誤差分析理論，平面控制網按照一級導線精度要求布設，高程控制網按照三等水準精度要求布設，能夠確保控制網點位精度要求。
　　2. 每個桿件上設計有四個測量控制點，如圖2所示，這四點坐標為桿件的安裝控制坐標，制作過程中在桿件上打好。
　　3. 保證放樣精度：合理的測量放線方法。配置相應精度等級的施工測量儀器，提高測量放線精度。
　　4. 實時測量：在施工中采用全過程定點跟蹤測量，使整個工程的測量誤差一直處于受控狀態。

                                  
　　4 結束語
　　球曲面網殼鋼結構空間跨度大，節點量大，桿件多，安裝困難。鋼結構安裝測量方法的選擇和確定，是工程質量保證的重要環節。安裝測量首先要通過計算，確定結構安裝的軸線矢高，以及設計圖紙上幾何尺寸規定的測量數據，會同設計、監理確定。只有從各個環節對施工測量進行控制，才能最后保證整個鋼結構的安裝質量。希望本例的施工測量方法，可以對以后的類似工程有所幫助。
　　參考文獻
　　[1] 楊國忠，杜文鳳．基于性能的空間網殼結構設計理論研究綜述．四川建筑科學研究，2009，35(4)
　　[2] 符立勇,楊從娟.大跨度空間結構——網殼結構的歷史與發展[J]工程建設與設計,2002,(05).
　　[3] 李凱.國家體育館鋼屋架施工過程中支撐體系的受力分析與安全監控[J]北京建筑工程學院學報,2006,(04).
　　[4] 潘加富;秦從律;裘濤.平湖體育館大跨度球面網殼的設計與施工[J]施工技術,2006,(02).

　　搜論文知識網致力于為需要刊登論文的人士提供相關服務,提供迅速快捷的論文發表、寫作指導等服務。具體發表流程為：客戶咨詢→確定合作，客戶支付定金→文章發送并發表→客戶接收錄用通知，支付余款→雜志出版并寄送客戶→客戶確認收到。鳴網系學術網站，對所投稿件無稿酬支付，謝絕非學術類稿件的投遞！