XX博物館新建工程大跨度結(jié)構(gòu)施工過程中1、工程概況XX博物館工程鋼結(jié)構(gòu)施工過程中進行的一系列測量工作，作為施工的依據(jù)銜接和指導各工序的施工，它貫穿于整個鋼結(jié)構(gòu)施工過程，是鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)工作之一。通過高精度的測量和校正使得鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝到設(shè)計位置上，滿足絕對精度的要求，因此測量控制是保證鋼結(jié)構(gòu)工程安裝質(zhì)量以及工程進度的關(guān)鍵工序。本工程結(jié)構(gòu)特點十分顯著，構(gòu)件體型較大，單體重量重，節(jié)點復雜，因此施工過程中的變形監(jiān)測是一項非常重要的工作，主要包括以下內(nèi)容：主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沉降觀測、吊裝階段主體結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測、次結(jié)構(gòu)吊裝過程中主體結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測、受溫度變化影響及焊后收縮結(jié)構(gòu)整體變形；折板結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)架應分多步拆除，并在拆除前設(shè)置多個變形測量點（豎向和水平變形），在每步拆除完成后進行測量點的讀取。吊裝及安裝過程中的變形監(jiān)測由我方承擔，其他監(jiān)測內(nèi)容均由業(yè)主直接委托第三方測量單位進行全面監(jiān)控。所有的變形監(jiān)測需要各單位的通力配合，測量數(shù)據(jù)需及時通報各職能單位，使得本工程整個施工過程能真正處于受控狀態(tài)下。2、測量控制準備工作測量準備工作是保證施工測量全過程順利進行的重要環(huán)節(jié)，所以必須充分做好測量前各項準備工作。2.1測量器具的準備本工程為空間大跨建筑，測量的精度直接影響到施工安裝質(zhì)量，而測量器具的精度質(zhì)量問題又直接影響著測量結(jié)果的好壞。為了保證測量質(zhì)量，特準備了以下科學精密的測量儀器：序號名稱數(shù)量備注1全站儀2臺用于I、II級工程平面控制網(wǎng)網(wǎng)的測設(shè)；構(gòu)構(gòu)件的拼裝及及安裝定位的的復測；結(jié)構(gòu)構(gòu)變形檢測2經(jīng)緯儀4臺用于軸線測設(shè)、直直鋼柱的安裝裝等，構(gòu)件的的拼裝及安裝裝定位3水準儀2臺用于高程控制網(wǎng)的的測設(shè)及樓面面標高的測設(shè)設(shè)抄平等4激光鉛垂儀2臺滿足建筑平面控制制點垂直投測測5反射棱鏡2組用于全站儀測距6塔尺4把結(jié)合水準儀測設(shè)高高程7對講機4組測量人員工作聯(lián)系系所有測量器具在作業(yè)前必須經(jīng)技術(shù)監(jiān)督部門進行檢定，保證這些儀器的實際測量精度合格有效，并報監(jiān)理工程師驗證。2.2測量人員的配備職稱人數(shù)職責專職測量員2主要負責施工全過過程的測量技技術(shù)工作，保保障工程順利利有序施工2.3測量時機的選擇設(shè)計所提供的每個施工節(jié)段的相應標高和其它變形值，一般是基于某種標準氣溫下的設(shè)計值。武漢市四季分明，且本工程是跨季節(jié)施工；另一方面，考慮如果為滿足階段性工期要求，需進行跨晝夜施工。而溫度變化，特別是日照溫差的變化對于結(jié)構(gòu)變形的影響是復雜的，將溫差變化所引起的結(jié)構(gòu)變形從實測變形值中分離出來相當困難。因此，應盡量選擇溫度變化小，日照不強的時機(早上6～8點進行)進行測量，力求將溫度、日照對施工控制的影響降低到最小限度。測量時，吊裝機械及其他施工機械設(shè)備停止作業(yè)。2.4測量方案的擬定在進行本工程測量前，測量專組由測量工程師組織、所有測量人員參加，經(jīng)過討論擬定初步測量方案，指導后面具體測量工作的展開實施2.5總包控制網(wǎng)的復核根據(jù)總包提供的基準點和測量的坐標，根據(jù)施工現(xiàn)場平面圖和武漢市一級控制點的標高和坐標，對現(xiàn)存的基準點進行復測，驗證基準點數(shù)據(jù)資料的準確性。復測過程必須是與總包、監(jiān)理三方共同進行，按國家四等導線測量的要求實施，測算出精度誤差。水準基準點的復測，在總包提供的水準基準點上，按規(guī)范要求進行聯(lián)測，精度達到國家四等水準要求。2.6建筑主軸線的設(shè)置首先在設(shè)計圖紙上設(shè)計主點坐標數(shù)據(jù)，在II級或Ⅲ級控制點的基礎(chǔ)上用極坐標法初步放樣出主點位置，一條軸線上至少設(shè)置3個主點。然后把全站儀架設(shè)在建筑軸線中間主點上，觀測3個主點的水平角，按控制基線定線要求，其夾角值控制在180°±24″為控制基線精度要求，如超出要求，則需調(diào)整主點位置。調(diào)整方法按建筑基線調(diào)整方法反復進行，直到3個主點的水平角滿足180°±24″的范圍要求。建筑物定位軸線允許偏離理論軸線量為L/20000，且不應大于3.0mm（L為定位軸線長）。工程平面控制網(wǎng)的測設(shè)在收到開工通知后7天內(nèi)完成，并將測設(shè)資料書面上報監(jiān)理工程師審批。3、鋼構(gòu)件的安裝測量3.1預埋地腳螺栓的測量根據(jù)加密控制點，我們力求提高放樣精度，采用精密量距和經(jīng)緯儀測角二測回，放出每個柱腳的縱橫線，并用全站儀進行點位復測。將誤差控制在驗收規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。地腳螺栓測量示意圖3.2柱標高的測控鋼柱的測量校正主要為平面位置、標高和垂直度三項內(nèi)容，按照先調(diào)整標高，再調(diào)整位移，最后調(diào)整垂直度的順序按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值進行校正。同時為保證安裝精度，避免因溫度變化對鋼柱垂直度校正產(chǎn)生的偏差，主樓鋼柱的測量校正統(tǒng)一日照變化小的傍晚進行。每安裝一節(jié)鋼柱前，首先在鋼柱上標設(shè)上、下中心線及相對標高，當鋼柱安裝后，應對柱頂作一次絕對標高實測，然后根據(jù)實測值來控制下一節(jié)鋼柱的標高，以便提前通過臨時固定板及處理端部來進行控制。3.3柱垂直度的測控本工程的鋼柱垂直控制方法如下：用兩臺激光經(jīng)緯儀置于柱基相互垂直的兩條軸線上，視線投射到預先固定在鋼柱的靶標上，光束中心同靶標中心垂直，且通過旋轉(zhuǎn)最少3次經(jīng)緯儀水平度盤，若投測點都重合，表明鋼柱垂直度無偏差。柱垂直度的測量柱頂標高的測量3.4吊裝的測量鋼柱吊裝測量程序（2）安裝測量的允許誤差（單位mm）4、桁架應力、變形測量和監(jiān)控4.1桁架應力監(jiān)測根據(jù)本工程面積大，結(jié)構(gòu)特殊，安裝工況繁雜等特點，本方案選擇遙測型布拉格光纖光柵(ＦＢＧ)傳感器進行應力監(jiān)測。布拉格光纖光柵(ＦＢＧ)傳感器簡介布拉格光纖光柵(ＦＢＧ)傳感器的基本原理是在一根光纖的內(nèi)表面刻出一個光柵，當該光柵所在的區(qū)域發(fā)生應變時，就會引起光柵的調(diào)制周期發(fā)生變化。通過該光柵反射的光所產(chǎn)生的衍射條紋也會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生光柵Ｂｒａｇｇ信號的波長變化，通過監(jiān)測Ｂｒａｇｇ波長變化情況可以確定光柵所在微小區(qū)域內(nèi)的應變值。當要進行分布式連續(xù)測試時，在同一條光纖中分布多個不同周期的光柵傳感器。通過不同傳感器反射光的波長值，與待測結(jié)構(gòu)傳感器所在的各測量點相對應，分別感受待測結(jié)構(gòu)沿線分布各點的應力應變。這里所說的分布式只是指在結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位布設(shè)傳感器的點的應變可以測量，并不是光纖沿線每個點都可以測量。4.1.2光纖光柵傳感器標定試驗本工程采用的光纖是單模光纖，通過FC/PC法蘭接頭連接。解調(diào)設(shè)備波長測量范圍1525～1565nm，波長分辨率1pm，采樣頻率50Hz。有液晶顯示屏可以直接進行讀數(shù)，或者通過10M以太網(wǎng)與筆記本電腦連接進行讀數(shù)。根據(jù)分析，解調(diào)波長的變化值和應變的關(guān)系為：其中K為與材料有關(guān)的常量，大小為0.8左右，和分別是波長以及波長的變化量。在常用波長范圍內(nèi)，每單位微應變引起的波長變化基本為1.16pm左右。標定時在一批傳感器中選擇一個進行檢查。將光纖光柵傳感器通過底座焊接于支撐架各個節(jié)點上，在相應的位置粘貼高精度電阻應變片，在施工時進行實測試驗，試驗結(jié)果為波長與應力關(guān)系圖。光纖光柵布設(shè)工藝工程施工監(jiān)控中最重要的內(nèi)容是連接部位的應變進行監(jiān)測。如果應變測量不準，與理論值不符，說明采用的施工方案不能有效地形成結(jié)構(gòu)的傳力機制，會留下很大的安全隱患。在監(jiān)控工程中，可以選擇傳統(tǒng)的振弦式應變計和光纖光柵傳感器對同一部位相同位置的應變進行同時監(jiān)測，以確保監(jiān)測結(jié)果的準確。在監(jiān)測時，選擇了支撐架標準件與標準件連接部位設(shè)置光纖光柵傳感器，并在同一位置安裝了振弦式的應變傳感器。如果工程施工周期長，為有效剔除溫度變化對測量數(shù)據(jù)的影響，可以在每個監(jiān)測點都布置了溫度補償傳感器。這個傳感器不與受力部位相連，只是測量溫度變化對于監(jiān)測點應變的影響，測量時扣除這部分溫度影響的應變就是結(jié)構(gòu)實際受力引起的應變的大小。監(jiān)測系統(tǒng)布置圖后期的實測數(shù)據(jù)表明，因為工程施工周期比較長，溫度效益的影響相當大，通過這種方法能準確測量到結(jié)構(gòu)實際受力后的應變大小，便于和理論值進行分析比較。在布設(shè)光纖光柵傳感器時，首先要對安裝部位進行打磨拋光，使表面平整光滑。然后用氬弧焊機將傳感器的底座焊接于結(jié)構(gòu)表面。當測試完成后擰開底座上的螺絲，取下光纖光柵傳感器，可以重復使用。光纖接頭部位通過法蘭連接。因為光纖有鎧裝保護，所以普通的踐踏并不影響使用，要注意的就是不能被強烈地拉扯。桁架受荷應力監(jiān)測將傳感器布設(shè)于桁架支撐點、相鄰受壓桿、吊裝牽拉錨接處。通過各個測點的實測值與理論計算值相比較，及時掌握桁架關(guān)鍵的應力狀況。在本工程吊裝過程中，徑向限位是很重要的技術(shù)措施，過程中應嚴密監(jiān)測限位的可靠性。徑向限位的間隙由計算確定，減少桁架下?lián)献冃?。限位的可靠性監(jiān)測主要通過監(jiān)測限位板應力來保證。應力監(jiān)測中心設(shè)于音樂廳內(nèi)部，監(jiān)測中心與位移監(jiān)測人員、吊裝人員保持全程在線聯(lián)系，如遇異常情況及時采取措施。4.2桁架變形監(jiān)測本工程中桁架為八榀空間桁架，最大跨度為57.5m，卸載時需嚴格控制其變形。結(jié)構(gòu)變形測試部位通常設(shè)置于對結(jié)構(gòu)變形較敏感的部位，如結(jié)構(gòu)跨中、支撐端部等，測試儀器根據(jù)精度要求而定，通常采用百分表、全站儀等。通過施工分析，下圖中圓圈內(nèi)的節(jié)點為在施工過程中變形較大的節(jié)點，這些節(jié)點可作為桁架卸載過程中，結(jié)構(gòu)變形控制的監(jiān)測點。桁架變形主要包括下?lián)虾蛷较蚧瑒?，下?lián)献冃伪O(jiān)測通過監(jiān)測桁架關(guān)鍵點標高變化來實現(xiàn)，如鋼結(jié)構(gòu)平面控制網(wǎng)所示，鋼構(gòu)安裝前已將標高控制點測設(shè)于鋼梁上，可架設(shè)儀器于鋼梁上，直接觀測桁架關(guān)鍵點標高。為直觀觀測標高數(shù)據(jù)，可將儀器架設(shè)于西側(cè)鋼梁上，在桁架關(guān)鍵點上焊接標尺并觀測。雖然全站儀觀測較為簡單，但在本工程中用于觀測下?lián)献冃尾⒉粔蛑庇^，且誤差較大，用水準儀觀測為最佳的選擇。本工程屋蓋跨度大，卸載及吊裝過程中，至少東西兩側(cè)各擺一臺水準儀觀測。5、支撐架應力及變形監(jiān)測5.1支撐架應力監(jiān)測如前所述，本工程應力監(jiān)測采用布拉格光纖光柵(ＦＢＧ)傳感器，在中央監(jiān)控中心進行監(jiān)測。本工程支撐架選用可拆卸式標準支撐架，豎向承載較大，計算結(jié)果亦表明應力、應變較小，可不進行應力監(jiān)測。但因整體樓面鋼構(gòu)件自重較大，應作為本章中應力監(jiān)測的重點。傳感器布設(shè)應根據(jù)計算結(jié)果確定，監(jiān)測應力比較大的桿件及關(guān)鍵節(jié)點。5.2支撐架變形監(jiān)測如前所述，支撐架應力比較小，但不意味不進行變形監(jiān)測。支撐架是本工程關(guān)系工程全局的重要