網(wǎng)架撓度測(cè)量上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司仲子家摘要：本文結(jié)合使用LeicaTCR（免棱鏡系列）全站儀和南方CASS成圖軟件，敘述網(wǎng)架撓度測(cè)量的新方法和數(shù)據(jù)處理方法。概述在城市、工礦建設(shè)工程中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)越來越被廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)越性已被大家所公認(rèn)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在大型建筑物中除了起承重作用外，還保證了建筑物有較大的空間，以便設(shè)備的布置和人員的活動(dòng)，同時(shí)使建筑物更顯美觀。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建筑物的安全性是人們所關(guān)注的，尤其是生產(chǎn)單位直接用于懸吊荷載的大型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在自重和生產(chǎn)設(shè)備荷載的長(zhǎng)時(shí)間疲勞承重作用下，網(wǎng)架的變形是不可避免的；同時(shí)環(huán)境溫度的變化、網(wǎng)架材質(zhì)的腐蝕與老化等都將危及網(wǎng)架的變形和使用期。為確保安全，有必要對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期的撓度檢測(cè)。通過檢測(cè)，對(duì)顯現(xiàn)出來撓度值較大的部位，采取弦桿、腹桿松動(dòng)的檢查與加固等相應(yīng)措施，防患于未然。鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架撓度的控制指標(biāo)依據(jù)《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》JGJ7－91的規(guī)定：用作屋蓋的網(wǎng)架，其撓度控制在短向網(wǎng)架跨度的1/250；用作樓層的網(wǎng)架，撓度控制在短向網(wǎng)架跨度的1/300。且《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205－2001中規(guī)定：實(shí)測(cè)的網(wǎng)架撓度值不應(yīng)超過設(shè)計(jì)值的1.15倍。使用免棱鏡全站儀進(jìn)行網(wǎng)架撓度測(cè)量網(wǎng)架撓度測(cè)量的方法主要有：幾何水準(zhǔn)法、激光掃平法、水管連通器法、傳感器法和免棱鏡全站儀法等。因網(wǎng)架建筑物凈空高一般都較高，幾何水準(zhǔn)法實(shí)施觀測(cè)難度較大；激光掃平法觀測(cè)在設(shè)備密布和人員頻繁活動(dòng)的網(wǎng)架下也較難實(shí)現(xiàn)；而水準(zhǔn)連通器法和傳感器法布置測(cè)點(diǎn)繁瑣且成本高。免棱鏡全站儀實(shí)施網(wǎng)架撓度測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)：①TCR全站儀無需在網(wǎng)架上設(shè)置棱鏡，解決了網(wǎng)架建筑物凈空高過高人無法上去設(shè)置測(cè)點(diǎn)的困難；②TCR全站儀可以自由設(shè)站，解決了在設(shè)備密布和人員頻繁活動(dòng)的網(wǎng)架下的觀測(cè)困難；③TCR全站儀照準(zhǔn)觀測(cè)時(shí)具有可見光斑，對(duì)是否為正確的觀測(cè)點(diǎn)具有可識(shí)別性；④LeicaTCR全站儀測(cè)量精度高，TCR400～TCR1200系列全站儀測(cè)角精度為2"，測(cè)距精度為3mm+2ppm，最大測(cè)程80～170m，它完全能擔(dān)當(dāng)網(wǎng)架撓度測(cè)量的重任。因此，有了LeicaTCR（免棱鏡系列）全站儀，解決了測(cè)量人員在網(wǎng)架撓度測(cè)量中的諸多不便。3.1精度估算由TCR全站儀自由設(shè)站，照準(zhǔn)高程控制點(diǎn)（A）上設(shè)置的Leica小棱鏡（鏡高固定為r），引測(cè)儀器視線高后，對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行照準(zhǔn)測(cè)量（見“圖1”）。測(cè)點(diǎn)P的高程Hp為：Hp=HA+△h1+△h2=HA+r+S1×Sin1+(1-k)(S1×Cos1)2/2R+S2×Sin2+(1-k)(S2×Cos2)2/2R⑴式中(1-k)(S1×Cos1)2/2R和(1-k)(S2×Cos2)2/2R為球氣差，可由全站儀設(shè)置自動(dòng)改正（取k=0.14，R=6370km）。設(shè)場(chǎng)地高程控制點(diǎn)A的點(diǎn)位精度為mA=±1mm、測(cè)角精度mα=±3″、測(cè)距精度mS=±3mm，由式⑴估算得：在測(cè)點(diǎn)視距不大于30m的范圍內(nèi)，測(cè)點(diǎn)高程中誤差達(dá)到±3.1mm。說明采用TCR全站儀進(jìn)行網(wǎng)架撓度測(cè)量是可行的。3.2工作原理⑴高程控制測(cè)量在網(wǎng)架建筑物場(chǎng)地內(nèi)以約30m的間距選設(shè)布置高程控制點(diǎn)，使用ZiessDiNi12電子水準(zhǔn)儀或LeicaNA2/NAK2（標(biāo)稱精度：0.3mm/km），按二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求組成水準(zhǔn)網(wǎng)對(duì)高程控制點(diǎn)進(jìn)行引測(cè)。采用獨(dú)立高程系，嚴(yán)密平差計(jì)算場(chǎng)內(nèi)控制點(diǎn)的高程，確?？刂泣c(diǎn)高程誤差小于±1mm。⑵網(wǎng)架撓度觀測(cè)TCR全站儀自由設(shè)站，在高程控制點(diǎn)上設(shè)置Leica小棱鏡（鏡高固定），引測(cè)儀器視線有了“網(wǎng)架下弦等高線圖”，我們對(duì)網(wǎng)架的整體撓曲度情況就一目了然。即等高線間隔較大的區(qū)域，相鄰網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)間的撓曲度相對(duì)較??；等高線密集的部位，就是網(wǎng)架垂直變形量較大的部位，其相鄰網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)間的撓曲度變化較大，該部位也是網(wǎng)架安全的隱患點(diǎn)。為了詳細(xì)了解網(wǎng)架的撓度情況，我們可以按網(wǎng)架縱、橫軸線向繪制網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)球中心的高程斷面圖?，F(xiàn)以U軸為例，其下弦高程斷面圖如“圖5”。由“圖5”，網(wǎng)架U軸位置各下弦節(jié)點(diǎn)球的撓曲情況就顯而可見。即相鄰測(cè)點(diǎn)間斷面線若平坦，則相鄰網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)間的撓曲度相對(duì)較小；若斷面線陡峭，其相鄰網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)間的撓曲度就較大。網(wǎng)架撓度值的計(jì)算方法⑴用于對(duì)整體網(wǎng)架進(jìn)行撓度分析的撓度值計(jì)算對(duì)整體網(wǎng)架的撓度計(jì)算一般以一個(gè)面為基準(zhǔn)，計(jì)算網(wǎng)架下弦各節(jié)點(diǎn)的撓度值；并結(jié)合繪制的“網(wǎng)架下弦等高線圖”對(duì)整體網(wǎng)架進(jìn)行撓度分析。水平網(wǎng)架（如上例）：可以依據(jù)實(shí)測(cè)的網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)高程值，先找出網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)最大高程值點(diǎn)，并以該點(diǎn)高程的水平面為基準(zhǔn)面，計(jì)算整個(gè)網(wǎng)架下弦各節(jié)點(diǎn)的撓度值。斜面或曲面網(wǎng)架：可以先把斜面或曲面網(wǎng)架的設(shè)計(jì)空間位置投影至同一高程的水平面，依據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算出斜面或曲面網(wǎng)架上各下弦節(jié)點(diǎn)球中心與該水平面的高差值；然后由該值加上實(shí)測(cè)高程值計(jì)算出斜面或曲面網(wǎng)架上各下弦節(jié)點(diǎn)球中心相對(duì)于該水平面的撓度值。⑵用于對(duì)局部網(wǎng)架進(jìn)行撓度分析的撓度值計(jì)算一般以網(wǎng)架軸向?yàn)橐粋€(gè)單元進(jìn)行撓度值計(jì)算，或以各支承間每一跨度為一個(gè)單元進(jìn)行撓度值計(jì)