全钢结构超高层测量专项方案.doc
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超高层钢结构测量专项方案
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目录
第1章工程概况 1
1.1.编制依据 1
1.2.钢结构概况 3
第2章钢结构测量内容要求及重难点 5
2.1.工程施工重点、难点分析 5
2.2.钢结构测量主要内容 5
2.3.钢结构测量基本要求及注意事项 5
第3章钢结构测量准备工作 7
3.1.技术准备 7
3.2.测量人员 7
3.3.测量设备 7
第4章测量控制 9
4.1.平面控制 9
4.2.高程控制网的建立及其引测方法 10
第5章钢结构安装测量 12
5.1.构件进场验收 12
5.2.钢结构安装测量定位技术 15
第6章钢结构测量质量保证措施 27
6.1.测量误差理论分析 27
6.2.测量主要影响因素及应对措施 28
6.3.测量精度要求 28
6.4.测量精度保证措施 33
6.5.测量质量保证措施 33
6.6.测量及变形监测质量保证措施 34
第1章工程概况
1.1.编制依据
序号
标准名称
标准编号
1
《工程测量规范》
GB50026-2007
2
《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB50300-2001
3
《钢结构工程施工质量验收规范》
GB50205-2001
4
《建筑结构荷载规范》
GB50009-2001（2006年版）
5
《钢结构防火涂料通用技术条件》
GB14907-2002
6
《建筑抗震设计规范》
GB50011-2001（2008年版）
7
《钢结构设计规范》
GB50017-2003
8
《高层民用建筑钢结构技术规程》
JGJ99-98
9
《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》
CECS230:
2008
10
《矩形钢管混凝土结构设计规程》
CECS159:
2004
11
《型钢混凝土组合结构技术规程》
JGJ138-2001
12
《建筑钢结构焊接技术规程》
JGJ81-2002
13
《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》
JGJ82-91
14
《建筑设计防火规范》
GB50016
15
《高层民用建筑设计防火规范》
GB50045-95（2005年版）
16
《建筑钢结构防火技术规程》
CECS200:
2006
17
《碳素结构钢》
GB/T700
18
《低合金高强度结构钢》
GB/T1591
19
《建筑结构用钢板》
GB/T19879-2005
20
《优质碳素结构钢》
GB699-1999
21
《结构用无缝钢管》
GB/T8162-99
22
《厚度方向性能钢板》
GB/T5313-1985
23
《碳钢焊条》
GB/T5117
24
《低合金钢焊条》
GB/T5118
25
《熔化焊用钢丝》
GB/T14957
26
《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》
GB/T1228～1231
27
《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副、技术条件》
GB/T3632～GB/T3633
28
《圆柱头焊钉》
GB/T10433
29
《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》
GB11345
30
《钢桁架检验及验收标准》
JGJ74.2-1991
31
《型钢混凝土组合结构构造》
04SG523
32
《钢管混凝土结构构造》
06SG524
33
《工程建设标准强制性条文及应用示例》
04DX002
34
《建筑工程文件归档整理规范》
GB/T50328-2001
1.2.钢结构概况
本工程主楼地上四十七层、地下五层，附楼地上五层、地下五层，主楼为框筒结构（外钢框架内砼核心筒），附楼为框架结构。
主楼平面为变截面，最大尺寸在为43.5×42.8m，外框筒地下五层至F1为劲性混凝土结构（为型钢混凝土柱，梁为混凝土结构），F1以上柱梁均为钢结构，钢柱在-0.050~211.750米位置处为内灌混凝土。
主楼41层处设有加强桁架，增大了混凝土核心筒与外钢框架之间共同组成的抗侧移能力。
主楼南面出口有一巨形雨篷，结构形式为球节点连接圆钢管桁架，雨篷高27米，宽25米。
附楼顶部为桁架屋面结构，最大跨度为25.2米。
桁架上下弦与腹杆采用H型钢，斜撑采用方钢管。
外框筒钢柱均为箱型截面，最大截面尺寸为：
1000×1000×50×50mm，随着楼层的增高，钢柱高度方向截面逐渐变小，在屋顶层其截面减为：
600×600×20×20mm；外框筒钢柱材质为Q345B。
外框筒钢梁均为H型，最大截面为：
H700×280×10×16mm。
核心筒劲性钢柱均为H型截面，最大截面为：
H300×300×25×25mm。
主楼钢结构平面图
钢结构模型
第2章钢结构测量内容要求及重难点
2.1.工程施工重点、难点分析
（1）本工程建筑层数多、高度高，结构竖向偏差直接影响工程受力情况，故施工测量中要求竖向投点精度高，偏差小。
（2）随着建筑总高度的升高，误差累积会加大，如何在温差、日照、风载等外界环境因素影响下迅速、准确地完成平面轴线控制、高程传递是本工程测量的重点之一。
（3）随着楼层的增高，钢柱高度方向截面逐渐变小，南北面外框柱为曲线形式，钢柱定位安装难度大。
（4）钢结构安装精度要求高，位置、标高及轴线定位难度大，安装时，构件受力情况较复杂，极易发生变形、移位等现象，易造成偏差，需进行跟踪观测，随时纠偏并调整施工。
2.2.钢结构测量主要内容
测量工序伴随整个钢结构施工过程，应对施工进行全程检测，并将测量记录结果反馈到技术部门，为下一步施工提供决策依据。
钢结构测量主要内容：
（1）平面控制网测设与垂直传递；
（2）水准控制网测设与垂直传递；、
（3）主轴线、水准线测量放样；
（4）钢柱、钢梁吊装测量控制；
（5）变形观测：
焊接收缩，钢柱压缩量观测；
（6）测量数据的整理与归档。
2.3.钢结构测量基本要求及注意事项
（1）施工测量放线工作应执行《工程测量规范》（GB50026-2007）及国家有关规定。
（2）测量放线人员在工作中应遵守施工测量放线工作基本准则和验线基本准则。
（3）测量仪器应按周期送检，未检定、超出检定周期及检定不合格的测量仪器不使用。
（4）测量放线工作中应认真做好计算、记录工作，并将计算、记录资料及时归档保存。
（5）放线后严格执行自检、互检，检查无误后报监理单位验线。
（6）钢尺量距应采用往返丈量，并进行三差改正，以保证精度。
（7）施工现场内的测量放线点位、标志均要进行保护，如加护栏、涂刷警戒色，防止碰动、破坏。
测量作业前应对原始依据进行校核，确定点位无碰动、数据无误后方可进行下一步作业。
室外的点位要有防雨措施，防止钢板锈蚀。
（8）现场内材料堆放、车辆停放应保证测量点位间的通视。
第3章钢结构测量准备工作
3.1.技术准备
（1）熟悉施工图纸及有关资料。
（掌握本工程的难点和重点是确保施工测量全过程顺利进行及后续施工的重要环节和基础）
（2）熟练使用各种仪器，掌握其质量标准。
（3）对各种仪器在使用前进行全面检定与校核。
（4）熟悉业主单位提供的基准点，控制点线的设置情况。
（5）根据图纸条件及工程结构特征确定轴线基准点布置和控制网形式。
（6）遵守先整体后局部的工作程序。
（7）严格审核测量起始依据的正确性，坚持测量作业与计算工作步步有校核的工作方法。
（8）测法要科学、简洁，精度高的工作原则。
（9）执行三检制：
自检、互检合格后报请监理验线，合格后再进行下步工序施工。
3.2.测量人员
本工程测量作业量大，难度高，根据工程需要，拟配技术组、控制组、施工测量组，三个小组。
施工测量组织机构如下表所示
名称
工作内容
技术组
编制细部测量方案，内业管理，建立施工控制、测量和变形观测的数据库及数据处理中心
控制组
控制网测设校核、向施测面传递平面与高程控制
施工测量组
钢结构安装过程测量控制
3.3.测量设备
（1）测量设备配备表
为满足施工精度及施工进度要求，施工过程中拟采用的主要测量设备如下表所示。
编号
设备名称
精度指标
数量
用途
1
全站仪
2mm+2ppm
1
工程控制点定位校核
2
经纬仪
2″
4
钢柱吊装垂直度控制
3
水准仪
2mm
2
标高控制
4
50m钢尺
1mm
4把
施工放样
5
对讲机
5公里
10部
通讯联络
6
5－7米盒尺
1mm
6把
施工放样
（2）测量设备管理
用于本工程施工的测量仪器须严格按照有关规定、规程及ISO9002标准要求进行检定或校准，并建立测量及试验设备台帐；
不得有未检定、超过有效期或检定不合格的计量器具在工程上使用；
全站仪、经纬仪、水准仪、垂准仪及50m钢尺需送到具有国家核定资格的计量检定部门进行检定；
对于盒尺、水平尺等普通计量器具按照企业的相关规定进行自检；
对于在检定期内的全站仪、经纬仪、水准仪要每三个月进行一次自检，校核其主要轴线关系。
第4章测量控制
4.1.平面控制
4.1.1..建立控制网
本工程平面控制网共分为三级控制：
首级控制网
勘测院测设于本工程外围不受沉降影响的工程定位桩（由业主提供）
二级控制网
按本工程建筑坐标与大地坐标的关系在首级控制的基础上换算出的主控制轴线
三级控制网
在主控制轴线的基础上加密出的控制轴线
4.1.2.首级控制网的移交和复合
在钢结构设计图上，所有外框筒节点定位平面坐标均为建筑坐标（x-o-y），原点为内筒中心，即编号为A、B、C的三条轴线的交汇处。
在总平面设计图中，所有桩点坐标为城市大地坐标，两坐标系旋转夹角为150，按下图所示进行坐标系的转换，统一归化为建筑平面坐标，便于现场测量的快速计算。
下图中“X-O-Y”为城市大地平面坐标系，“x-o-y”为建筑平面坐标系。
4.1.3.主楼二级控制网
主楼二级控制网的布置如下：
主楼二级测量控制点布置示意图
4.2.高程控制网的建立及其引测方法
4.2.1.确定高程基点
为了方便对控制点位进行统一的维护，确定高程基点组后与基坑周围的二级平面控制网合二为一。
点位尽量远离基础沉降区及受重型施工机械施工影响的区域，且通视条件要良好，便于与城市导线网进行联测。
4.2.2.引测方法
（1）地下室部分
采用全站仪的三角测距原理：
将全站仪架设到1F地面及地下室外围，将反射片置于高程控制点上，垂直放置，用底部十字丝中丝对准预埋桩阳冲顶部中点，将仪器内部高程参数设置为零，然后照准反射片底部中线，进行测设。
假设测设出数据为A，即用预埋桩阳冲顶部实际高程加上仪器与水准点预埋桩之间高差A值，将总和输入到高程参数中，然后将反射贴片置于地下室墙面，用铅笔在反射贴片中线对准的墙面处做点，用仪器对准反射贴片与墙面接触的中线处，进行观测，即测设所显示的数据为标高。
此点与仪器之间的高差为B。
然后在该点处做上标高标记，标明此处标高读数。
（2）地上部分
地上楼层基准标高点首次由全站仪从首层楼面竖向引测，第一个引测阶段为54m，以后每升高75m左右引测中转一次，75m之间各楼层的标高用钢卷尺顺主楼核芯筒外墙面往上量测。
全站仪引测标高基准点的方法如下：
（1）在±0.000m层的砼楼面架设全站仪，通过气温、气压计测量气温、气压，对全站仪进行气象改正设置。
（2）全站仪后视核每隔50m中转一次的核心筒墙面+1.000m标高基准线，测得仪器高度值。
对仪器内Z向坐标进行设置，包括反射棱镜的常数设置。
示意如下：
全站仪照准+1.00米标高线确定Z坐标值
（3）全站仪望远镜垂直向上，顺着激光控制点的预留洞口垂直往上测量距离，顶部反射棱镜放在钢平台或液压顶升模板体系及需要测量标高的楼层，镜头向下对准全站仪。
标高垂直向上传递全站仪测距示意图
35
中国-东盟国际商贸物流中心B座钢结构施工组织设计
第5章钢结构安装测量
5.1.构件进场验收
5.1.1.验收内容
现场构件验收主要是焊缝质量、构件尺寸和外观检查及制作资料的验收和交接。
经测量，缺陷超出允许偏差范围的构件，在现场进行修补，满足要求后方可验收，对于现场无法进行修补的构件应送回工厂进行返修。
构件验收测量及缺陷修补的主要方法如下：
序号
类别
验收项目
验收工具、方法
拟采用修补方法
1
焊缝
焊缝探伤抽检
无损探伤检测
碳弧气刨后重焊
2
焊角高度尺寸、焊缝错边
量测
补焊
3
焊缝气孔、夹渣
磁粉探伤
焊接修补
4
构件表面外观
目测检查
焊接修补
5
多余外露的焊接衬垫板
目测检查
去除
6
节点焊缝封闭
目测检查
补焊
7
交叉节点夹角
量测
制作厂重点控制
8
现场焊接剖口方向角度
量测
现场修正
9
构件外
观及外
形尺寸
钢箱柱变截面尺寸
量测
制作厂重点控制
10
构件长度
量测
制作厂重点控制
11
构件表面平直度
量测
制作厂重点控制
12
加工面垂直度
量测
制作厂重点控制
13
箱型、工字型截面尺寸
量测
制作厂重点控制
14
方钢箱柱柱身扭转
量测
制作厂重点控制
15
工字钢腹板弯曲
量测
制作厂重点控制
16
工字钢翼缘变形
量测
制作厂重点控制
17
构件运输过程变形
量测
变形修正
18
预留孔大小、数量
量测
补开孔
19
螺栓孔数量、间距
量测
铰孔修正
20
连接摩擦面
目测检查
小型机械除锈
21
柱上牛腿和连接耳板
量测
补漏或变形修正
22
表面防腐油漆
目测、测厚仪检查
补刷油漆
23
表面污染
目测检查
清洁处理
24
移交
存放
堆放场地
场地硬化、设置排水沟
25
构件分类堆放
垫枕木、构件重叠不能超过三层
26
构件数量、清单
与制作厂交接
27
制作质保资料
与制作厂交接
5.1.2.外筒钢柱外形尺寸验收
为保证外筒钢柱端头及牛腿的对接精度，在安装前，对所有钢柱进行还原实物，将实测构件关键点坐标与构件标准模型坐标拟合对齐，得出偏差，以达到对复杂构件外观尺寸进场验收目的。
外筒钢柱进场验收示意图
5.1.3钢柱牛腿坐标的内业计算
自行设计程序嵌入CAD软件，对外筒钢柱进行外形尺寸验收。
软件分析截图
5.1.4验收原理
采用高精度全站仪，对于每一个构件建立新的坐标系，对关键点位的检测，记录三维坐标，将实测坐标输入电脑并转换为图纸构件同一坐标系，还原实物，将实测构件关键点坐标与构件标准模型以最大限度拟合对齐得出偏差。
现场构件测量点构件设计模型的对应点
5.2.钢结构安装测量定位技术
5.2.1.测量主控项目
测量工作的好坏，是关系整体钢结构安装质量和进度的大问题，为此钢结构安装应重点做好以下几项工作：
序号
测量主控项目
1
设计图纸的审核
2
测量定位依据点的交接与校测
3
测量器具的检定与检校
4
测量方案的编制与数据准备
5
建筑物测量验线
6
高层钢结构安装阶段的测量放线工作（包括控制网的建立、平面轴线控制点的竖向投递，柱顶平面放线，悬吊钢尺传递高程，钢结构安装控制测量等）
5.2.2.预埋件安装检测
预埋件安装测量主要分为三步：
（1）预埋件安装测量
钢筋绑扎前，将埋件平面位置的控制轴线和标高测设到下一楼层的核心筒墙面上。
根据下一楼层墙面上的埋件轴线和标高控制线，在土建核心墙水平钢筋绑扎完成并初步校正后，把预埋件安装就位。
预埋件安装立面图如下所示：
（2）预埋件安装检查
预埋件安装完成后，等土建钢筋校正完成、模板施工前，对预埋件进行复核，检查是否存在由于钢筋调整而偏差较大的情况，如果有及时进行调整。
（3）连接板安装测量
混凝土浇灌施工后，及时组织预埋件表面清理，并进行测量检查，为连接焊接做准备。
连接板安装测量程序如下：
①在墙面上投放轴线、标高控制线，定位连接板轴线和标高。
②在楼面上测放连接板螺栓孔控制线，控制线距离混凝土墙体100mm，在控制线上架设经纬仪，读取埋件上角尺刻度，确定连接板螺栓孔控制线，完成连接板定位测量。
③连接板安装完成后，进行测量复核，确保连接板施工准确。
5.2.3.钢结构安装测量流程：
5.2.4.±0.00以下施工测量：
（一）、轴线控制钢柱校测
1、±0.00以下全部采用外控，±0.00柱子全部为直柱子，安装柱子中心对准十字轴线，用经纬仪初校垂直度。
2、待钢梁全部连接后整体校正垂直度，对超出规范要求的进行调整，控制梁面标高，复核柱顶三维坐标。
3、待混凝土浇筑完成后复测柱顶轴线，并做好记录以备下节柱子安装依据，复测梁顶标高，对偏差数据记录及时处理。
测量测设柱子定位点图
钢柱标高测量控制点
（二）、±0.00以下结构施工中的标高控制
1、高程控制点的联测。
在向基坑内引测标高时，首先联测高程控制网点。
经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。
2、标高抄测的精度应控制在±3mm允许范围内。
5.2.5.±0.00以上施工测量：
本工程各建筑物±0.00以上的轴线传递用激光铅垂仪竖向投测法进行。
（一）、核心筒内H柱测量控制
（1）、内控点布设
（2）内控点竖向投测
首先将铅垂仪安置在首层控制点上，对中整平后，打开电源开关，仪器发射激光束，穿过楼板预留洞直射到激光接收靶上，激光经纬仪操作人员首先调整焦距使激光束聚焦成光点，然后转动仪器，激光点在接收靶上的轨迹形成圆圈，上面操作接收靶人员见光后挪动接收靶，使靶心与圆心重合，此时固定靶位，接收靶中心即控制点位置。
轴线投测时，测量人员互相之间用对讲机进行联络。
待预埋件埋设完毕后，将内控点所在纵横轴线分别投测到预埋铁件上，并用全站仪进行对柱顶坐标测设，并复核角度、边长，内控网的精度不低于轴线控制网的精度并平差处理，内控点如下图：
楼面测量激光控制点
首层楼面
投递轴线点
激光接收靶
控制点
激光铅直仪
（3）激光接收靶
激光接收靶由300×300×5mm厚有机玻璃制作而成，接收靶上由不同半径的同心圆及正交坐标线组成。
平面内控点的布设，核心筒外边四角布设4个内控点，接收靶示意图:
控制点接收完成后，在措施底板上弹上十字中心线，用油漆涂上测量对中三角标志，方便日后对中，如下图：
弹好中心线后，架设全站仪与大菱镜进行控制点闭合检查，主要检查角度与边长关系，如误差较大，需重新投测；误差较小，则进行平差处理。
（4）/首层标高基准引测
从高程控制点将高程引测到首层核心筒墙外壁便于向上竖直量尺处，建立+1米标高基准控制线，校核合格后作为起始标高线，围绕核心墙弹出墨线，并用红油漆标明高程数据；本工程高程基准线分别布设在1层、13层、25层、37层、46层。
基准标高线标识示例如下所示：
标高控制网引测步骤：
第一步：
在首层用水准仪在核心墙四面建立1米标高基准控制线。
各点之间复测闭合后弹墨线标示，用油漆涂上测量三角标志，标明单位英文缩写和数字。
第二步：
将大盘尺零刻度对好1米水准线，从每控制层直接引测到施工层。
在达到12层左右后，做标高控制点转移。
施工层钢构件标高控制之前，应先校测传递上来至少3个以上标高控制点，当闭合差小于3mm时，取其平均高程引测水平线。
抄平时，应尽量将水准仪安置在测点与后视点范围的中心位置。
第三步：
架设全站仪于标高控制点布置层，通过气温、气压计测量气温、气压，对全站仪进行气象改正设置
3、核心筒内H型柱安装测量定位
核心筒柱子安装测量定位与±0.00下一样控制，控制牛腿面标高与之对应核心筒外牛腿标高。
待浇筑混凝土后复测柱顶轴线标高作为下一节柱子安装定位依据。
（二）、核心筒外柱及斜柱子测量控制
核心筒外直柱子与±0.00下柱子控制方法一样，斜柱子根据蓝图弧度轴线控制图测钢柱柱顶三维坐标，本工程斜柱子只一个方向变化，控制其变化方向的坐标值，另一个方向坐标值不变。
根据蓝图标高位置变化值用全站仪复核其坐标是否正确，以保证安装精度，每层安装焊接完成后复核柱顶坐标值，为下节柱安装定位依据，做到层层控制，有偏差及时调整。
斜柱子测量定位点示意
（三）、桁架测量控制
将全站仪架设在控制点上，整平对中后，输入测站点（X，Y）坐标数据，用全站仪十字丝中心照准反射片中心，所测设数据与控制点设计坐标值进行对比得出偏差，如偏差较大，则用倒链和千斤顶对轴线方向进行校正，直到偏差符合规范要求，然后用同种的方法对桁架另一端进行校正，各点安装到位后再由电焊工对接口进行点焊加固。
加固好后再对桁架进行一次全面测量复核。
桁架下弦平面定位测量示意图
桁架上弦平面定位测量示意图
桁架标高控制
桁架下弦标高测量示意图
桁架上弦标高测量示意图
5.2.6.钢箱柱测量与定位：
钢柱测量与定位采用全站仪直接观测柱顶轴线、标高并进行定位。
（1）计算上一节将要吊装的钢柱顶中心三维坐标；
（2）平面和高程控制点投递到顶层并复测校核；
（3）吊装前复核下节钢柱顶中心三维坐标，为上节柱的垂直度、标高预调提供依据；
（4）对于标高超差的钢柱，可切割上节柱的衬垫板（3mm内）或加高垫板（5mm内）进行处理，如需更大的偏差调整将由制作厂直接调整钢柱制作长度；
（5）钢柱标高采用水准仪复核；根据核心筒上引测的标高基准点对柱顶标高进行复核。
钢柱柱顶标高复核测量示意图
5.2.7.变形观测：
（1）焊接收缩观测
对钢柱安装过程的焊接收缩进行观测，以观测数据为依托，进行合理计算调整，以调整后的数据作为后续钢柱收缩余量进行调整加工尺寸，确保钢结构安装精度，焊接收缩观测每钢柱分节处均需进行。
具体观测方法如下所示：
在钢柱吊装校正完成，焊接开始前，在焊缝上下各100mm、200mm、500mm、1000mm处测设高程，并弹出墨线标识。
焊接完成24h后，重新测设
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