钢结构高层测量.doc
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测
量
施
工
方
案
编制：
徐红日
审核：
编制单位：
上海宝冶钢结构有限公司
编制日期：
二OO八年8月14日
目录
1工程概况 1
1.1工程基本情况 1
1.2测量特点和难点 1
2施工测量方案制定依据及作业技术要求 2
2.1 测量方案制定依据 2
2.2测量准备 3
3塔楼测量 3
3.1平面控制网的建立 3
3.2轴线控制网的引用 5
3.2.12-8层核心筒 5
3.2.29-38核心筒层：
5
3.2.3塔楼外围部分：
8
3.3核心筒施工中预埋件的定位测量 8
3.4标高测量 8
3.5垂直度测量 10
3.5.1刚骨柱和箱型柱的控制方法：
10
3.5.2圆管柱的垂直度测量 11
3.5.3外倾钢柱的测量控制 13
4浅坑测量 15
5测量质量保证措施 15
上海雅居乐国际广场测量方案
1工程概况
1.1工程基本情况
上海雅居乐国际广场位于上海人民广场北部，处于西藏中路、凤阳路、长沙路、牯岭路街区内，该广场分为塔楼和裙楼两部分，总用地面积约13192平方米，建筑面积约114317平方米，拟建中的14号地铁从其下通过。
钢结构主要分为两部分，即塔楼和浅坑。
其中塔楼地下三层、地上三十七层，酒店标准层层高3.4米，商场层层高4.5米，建筑高度139.4米；浅坑裙楼7F外加结构顶，建筑高度36.15米。
塔楼地下部分为混凝土结构，地上部分为内筒外框结构，内部核心筒为混凝土结构，核心筒内设置钢骨柱，外部框架为钢柱-梁结构。
塔楼钢柱有箱形柱、圆管柱两种，箱形柱从地下一层（-4.13米处）到楼顶设置，33层以上沿T1轴线外倾7/68。
圆管柱TC轴外从地上一层（-0.10米处）到三层（9.43米处），TB轴外从地上一层（-0.10米处）到七层（27.25米处）。
地下部分钢柱要求外包内混凝土。
地上部分为钢柱-梁结构，柱-梁钢接，梁与核心筒铰接，主梁与次梁有钢接和铰接两种。
浅坑±0.00以下钢结构主要由26榀桁架、53根钢柱及楼面梁组成，其中HJ2有四榀，HJ1二十二榀。
地上一层及以上主要为钢管柱及焊接H型钢组成，为全钢框架结构。
其中地上一层层高5.53M，其他层高5M。
1.2测量特点和难点
1）工程位于上海市中心，场地异常狭窄。
对于整个平面控制网的建立以及建立后的通视有相当大的难度。
2）建筑属于超高层，钢结构的垂直度和标高不好控制。
尤其是塔楼的核心筒，和土建交叉作业，柱与柱中间的连接绝大部分没有刚性梁，在上面很多地方还不能架设仪器。
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
2.1.1本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》GB50205-2001；
（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。
2.2.2 技术要求
钢结构安装施工的测量要求包含许多方面，如主要控制的有轴线、标高、垂直度，但为了保证安装的质量，还有很多地方需要测量控制，比如地脚螺栓预埋、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。
检查项目
建筑物定位轴线
基础上柱的定位轴线
基础上柱底标高
地脚螺栓（锚栓）位移
允许偏差（mm）
L/20000，≯3.0
1.0
±2.0
2.0
检查项目
柱定位轴线
柱底轴线对定位轴线偏差
单节柱垂直度
主梁与次梁表面高差
允许偏差（mm）
1
3
h/1000，≯10.0
±2.0
检查项目
上、下柱连接处的错边（△）
同一根梁两端顶面的高差（△）
主体结构的整体垂直度
主体结构的总高度
允许偏差（mm）
3.0
L/1000，且不应大于≯10.0
（H/2500+10），且不应大于50
H/1000，且不应大于30
表1
2.2测量准备
1）熟悉设计图纸，仔细校核各图纸之间的尺寸关系。
测设前需要下列图纸：
总平面图、建筑平面图、基础平面图等。
2）现场踏勘。
全面了解现场情况，并对业主给定的现场平面控制点和高程控制点进行查看和必要的检核。
3）制定测设方案。
根据设计要求、定位条件、现场地形和施工方案等因素，制定测设方案，包括测设方法、测设数据计算和检核、测设误差分析和调整、绘制测设略图等。
4）对参加测量的人员进行初步的分工并进行测量技术交底，并对所需使用的仪器进行重新的检验，或保证其在检定周期内。
3塔楼测量
3.1平面控制网的建立
本部分平面控制网根据土建提供的轴线控制网，TC轴往北偏移2.5M,T6轴往东偏移2.6M,T2轴往西偏移3.6M,TC轴往南偏移2.5M。
由于本场地狭小，现场堆放的东西较多。
尤其是在塔楼核心筒的南面，场地基本上都已经被土建占用，使我们的控制网的建立及整体布局受到影响。
因此，我部决定仍以土建的轴线网为基础。
先对其进行复核，根据此轴线网，采用极坐标法、直角坐标法及方向线法相结合，采用全站仪在现场布置些对我们安装有帮助的辅助线（具体轴线和辅助线见下图1），然后逐个向已经装好的柱子上引轴线，俗称“打葱眼”。
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上海雅居乐国际广场测量方案
图1塔楼平面控制线和辅助线
上海雅居乐国际广场测量方案
3.2轴线控制网的引用
由于塔楼的高度达140M，高层建筑精度又要求高。
比如底层柱的定位轴线的允许偏差才1个mm，上柱和下柱的偏差不能超过3个mm。
核心筒部分测量最难控制，因为存在土建钢构交叉作业。
柱与柱的连接很多都没有刚性梁，易于偏移。
因此，对我们如何更好的引用轴线来进行安装精密控制提出了严重的挑战。
3.2.12-8层核心筒
我部决定以经纬仪来控制轴线。
具体的思路如下：
1）先在核心筒的四个角落定位出轴线，并把它在混凝土柱子上标出。
即做出TB-T6，TC-T6，TB-T2，TC-T2的轴线。
2）依据已经做好标记的轴线，把经纬仪架在轴线上，然后向上面安装的四个角落柱子中线对齐。
如果没对齐，用对讲机指挥工人用葫芦调整。
3）4个角的柱子调整对齐后，用斜筋或者钢筋将其焊接固定。
4）4个角柱固定好后，用钢丝把它拉成一条“通线”，根据中线到通线的距离，从而控制好T2、T6、TB、TC的轴线。
5）轴线控制好后，依次核对28根柱的轴线间距。
轴线间距实行两段制。
第一阶段在调轴线时把他控制好，然后用葫芦把它固定。
由于在28根柱柱间很多没有钢骨梁，土建在绑扎钢筋或安装模板时能够轻易松动葫芦。
因此，在间距调整好后，在间距中焊接钢筋来进行固定很有必要。
第二阶段是在土建打混凝土之前再对其间距进行复核。
因为中间土建的工序很有可能对其产生偏移。
核对如发现确实偏移了的，要对其进行再次调整。
3.2.29-38核心筒层：
由于从第九层起的高度达到34M，受场地影响，用经纬仪反射轴线上去的方法不再适用。
对此，我部采用土建在每层预留的“轴线洞”，用激光铅垂仪把轴线引用上去。
铅锤仪选用：
上对点精度：
土2”（中误差），下对点精度：
土2”（中误差）；工作范围上下150M。
具体做法如下：
1）投测点设置后，在各层楼板投测点A、B、C三点处，用激光铅垂仪从土建已经留置好的尺寸为200*200的孔洞通过。
采用天顶天底竖向贯通投点法，将仪器安置在控制测点上，调平，在浇好的砼楼面预留洞口上安装扣件夹板，用仪器校正夹板上圆心点后拧紧螺丝，作为楼层柱、剪力墙轴线放样的依据。
2）在天顶投点过程中，为了消除仪器本身的缺陷对测量精度的影响，应将仪器在水平方向作360°回转，反复调平水准管轴，使仪器在360°范围内水准管轴绝对平行，对仪器的对点器回转90°、180°、360°方向反复调整，校核圆心位置，使仪器圆心与控制点完全一致后，方可投测到楼层上。
3）进行上层楼面投测时，固定好A、B、C三点夹板后，置经纬仪于A点上，测∠BAC，并丈量AB、AC，进行角度和长度的检验，符合要求后，按底层矩形ABC，AB、AC距离用同样的方法进行检验，符合要求后，按底层ABC与各柱到轴线的方位关系，测出该层钢结构需用的轴线位置，并以此进行楼面各尺寸的放样工作。
土建的“轴线洞”具体位置见下图：
3.2.3塔楼外围部分：
原则上和核心筒的方法一致。
外围基本上可避开土建的交叉作业，有利于钢结构的安装。
外围的上柱与下柱对正时应注意，用把90度的钢尺一边与下柱的边垂直，待上柱安装时应与下柱在同一个平面。
避免错位。
3.3核心筒施工中预埋件的定位测量
根据投测上去的基准点进行检测，符合要求后放线。
通过拉钢尺的方法把标高从地上+1M的标高引到核心筒预埋件的设计值位置上，每个预埋件至少引测两个标高点，从此标高位置上定出预埋件的平面位置，通过焊接将其固定在竖筋上。
由于土建支模、混凝土浇筑等作业影响，原来已定位好的构件有可能发生偏离，但偏差一般不会超过设计预留值，待拆模后预埋件和剪力墙一起不再受施工影响，故重新投点、拉尺、放线，精确定出预埋件的轴线位置及标高位置，作为焊接连接板的依据。
此方法只适合标高在50米以下的埋件。
特别是有风时影响对数据影响较大。
待外围的钢结构安装到位，中间的钢梁会阻碍钢尺的拉伸测量。
具体方法在标高测量会提到。
3.4标高测量
高层钢结构的安装对标高控制的要求很高。
GB50205-2001《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。
对于一百五十米左右的高层,可分二次段尺来引测,这样误差不会超过一公分。
1）50M以下标高测量
根据总包提供的在底层墙上的+1.0m标高线，划上线“▲”标记，后用专用50米钢卷尺从底层红三角+1.00标高线沿三根柱身逐层向上丈量，三根柱丈量不得大于5mm，然后取三点平均值，划上相对标高线，写明相对高程，并用水准仪按每层楼设计标高抄平。
每次引测到目标高度后的四个点均需再次闭合，闭合差≤2㎜，位置为其所在楼层结构面上1.000m处。
闭合的四个点作为本层上一节钢柱及其它构件安装与校正的高程控制点。
2）50M—139.4M标高测量
尤其受风的影响，在13层处，重新设立一个标高水准点，即以13层处的50线为标高控制线.。
标高为+48.5M。
利用200*200的轴线预留孔，在需要测量标高的楼层放下100M钢尺至+48.5线,尺端悬一重物,然后在13层和施工层各架水平仪,这样标高就依次向上传（见示意图）.。
具体如下：
①在要测量标高的楼层立一人，架好水准仪，仪器稍微架低点，一人配合放尺下来，并拿好对讲机。
②13层也由一人架好水准仪。
两人通过对讲机联络。
好了后就开始读数。
③把两人的读数相减再加上13层的仪器高于+48.5的差距就得出标高。
3）梁的标高控制
在实际操作中，由于受各种工种的影响。
梁的标高不可能很顺利的反射上去。
对此，我部采取的措施如下：
①全都不能用尺子拉到的梁，用尺从柱子上面倒挂放下，用水准仪读数来控制标高。
②一边能够用尺子拉到距离,另一边尤其钢筋或者其他的障碍物,先将其一边控制好。
然后用土办法，把一个有水的管子放在梁的两端，由于在同一高度水的压力相等，从而画出另一端的标高。
再用水平尺检查一下，看水泡是否居中。
3.5垂直度测量
高层对垂直度的要求非常高，柱子垂直度是保证上部钢结构符合设计要求的重要参数，因此控制柱子的垂直度便显得尤为重要。
在封顶时，整个建筑物的垂直度不能大于50mm。
3.5.1刚骨柱和箱型柱的控制方法：
1）在两条互相垂直的轴线上（或两条互相垂直的方向上）分别安置如下图所示：
2）瞄准柱子下部已标注的中线标志，再扬起望远镜进行观测，如经纬仪的竖丝始终与柱子中心线重合，则说明柱子是垂直的，否则将进行重新定。
3）实测柱顶的垂直度偏差，首先仰视柱子顶端的中心点，然后在俯视柱子底部中心点，若不重合，则投设出一点，量取该点至柱底中心标志的距离，即是柱子的垂直偏差值。
4）柱身垂直允许偏差：
根据规范规定，当柱高≤10米时，为±10毫米，当柱高超过10米时，则为柱高的l/1000，单节柱不得大于10毫米。
（可根据设计要求达到更高的精度
5）在对柱子复测结束后，需在柱顶上进行中心定位,作好十字线,标记鲜明，以便于屋面梁落位时对位。
6）对于有些柱子不能够架经纬仪来控制垂直度的，我们采用土办法。
用磁力线锤校正仪来控制。
因为此仪器使用方便，且带磁力。
只需把铅直仪放在柱子的上部，然后把线锤拉下来，接着用卷尺量吊线的上部和下部的距离。
一下就知道柱子往哪个方向偏。
7）柱子垂直复测的注意事项：
用做柱子垂直校正的经纬仪，必须经过严格的检验和校正。
因为在垂直控制时，往往只用盘左或盘右，故仪器误差对测量结果影响较大。
柱子垂直校正时，注意检查是否柱子产生水平位移。
3.5.2圆管柱的垂直度测量
由于本工程有很多都是圆管柱，具体方法和柱子的方法差不多，示意图如下：
3.5.3外倾钢柱的测量控制
根据图纸，塔楼构造柱从标高116.45到屋顶，即从33层起，往南北方向外倾7/68。
示意图如下：
外倾钢柱的角度难以控制，因为它中间有个夹角。
对此，我部的思路如下：
1）南北方向控制（T2轴线方向）
经过对图纸给出的数据计算，得出此夹角为9度55分2秒。
因此，我部决定先在现场根据经纬仪把柱子的中线找出来,然后根据此轴线,把外倾的角度想办法定出来。
2）东西方向控制（TB轴线方向）
外倾钢柱如果下面没有固定好，很容易向同一个方向倒。
由于柱子是向外倾斜的，用经纬仪照垂直度很容易产生视线差。
所以，摆放经纬仪时，一定要把经纬仪放在轴线上。
待柱子调好后，立即把它固定，并马上把中间的连接梁安上。
让柱子不在是一个单一体。
具体见下示意图：
4浅坑测量
浅坑的测量基本和塔楼相同。
只是在引用轴线时，根据土建提供的两个控制点。
A1：
X=112941，Y=215747，A2：
X=103071，335466，得出距离为120125，方位角为274度42分47秒。
我们根据此两点，用全站仪在现场布置几个控制点。
5测量质量保证措施
测量、安装、高强螺栓安装与紧固、焊接四大工序的协同配合是高层钢结构安装工程质量的控制要素，而钢结构安装工程的核心是安装过程中的测量工作。
所以，测量工作必须按照一定的顺序贯穿于整个钢结构安装施工过程中，才能达到质量的预控目标。
1）建立钢结构安装测量的“三校制度”，钢结构安装测量经过基准线的设立，平面控制网的投测、闭合，柱顶轴线偏差值的测量以及柱顶标高的控制等一系列的测量准备，到钢柱吊装就位，就由钢结构吊装过渡到钢结构校正。
初校是钢柱就位中心线的控制和调整，初校的目的是既要保证钢柱接头的相对对接尺寸的规定，又要考虑到调整钢柱扭曲、垂偏、标高等综合安装尺寸的需要，保证钢柱的就位尺寸。
2）在某一施工区域框架形成后，应进行重校，对柱的垂直度偏差，梁的水平度偏差进行全面的调整，使柱的垂直度偏差，梁的水平度偏差达到规定标准。
3）高强螺栓终拧后的复校，在高强螺栓终拧以后应进行复校，其目的是掌握在高强螺栓终拧时钢柱发生的垂直度变化。
这时的变化只有考虑用焊接变形来校正。
因此，复校后的数据应以正式资料形式通知焊接负责人。
以便根据这些复校数据拟定合适的焊接顺序。
4）在每一节钢柱吊装就位以后，通过初校使单节柱垂直度达到要求，同时尽可能使整体垂直度偏小，然后进行焊接，在焊接过程中，钢柱的垂直度必然会发生变化，这时需要采用经纬仪进行跟踪来测定其变化情况并以此指导焊接。
在焊接达到验收标准以后,对焊接后的钢框架柱及梁进行全面的测量，编制单元柱（节柱）实测资料，确定下一节钢结构构件吊装的预控数据。
通过以上钢结构安装测量程序的运行，测量要求的贯彻、测量顺序的执行，使钢结构安装的质量自始至终都处于受控状态，以达到不断提高钢结构安装质量的目的。
工程测量质量管理措施
1）设计、勘察院的测量基准技术文件
2）现场钢结构工程测量方案
3）测量技术图纸确认
4）施工测量、隐蔽工程验收
5）施工测量、安装验收
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