国家体育场钢结构安装测量探究

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1、国家体育场钢结构安装测量探究【摘要】从国家体育场钢结构工程的特点出发，分析了该工程安装测量的难点，研究总结出钢结构安装测量的方法，为其他同类钢结构工程的安装测量提供了参考依据。【关键词】钢结构；安装；定位；测量；塔架1.工程概况国家体育场位于北京市城府路南侧，是北京2008年奥运会的主体育场，由混凝土结构(看台、基座)和钢结构(外壳造型)两大部分组成。国家体育场钢结构主要由24棉门式桁架围绕体育场内部碗状看台区旋转而成，包括主桁架、桁架柱、顶面次结构、立面次结构、楼梯、马道几部分，主桁架围绕屋盖中间的开口放射型布置，与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟

2、巢”的特殊建筑造型。2.工程特点与测量难点2.1工程特点(1)体形、重量巨大。(2)曲线、曲面造型多，定位精度要求高，难度大。(3)空间节点多，三维测量定位部位多。(4)钢结构与钢筋混凝土结构在空间上完全分离，既有相对独立性，又有一定的相对关系。(5)施工时，分阶段、分区域、多单位拼装。(1)体育场工程整体施工顺序为"看台-钢结构-基座”，钢结构、混凝土工程具有3〜4个月的交叉施工期。(2)支撑塔架多，塔吊多，施工现场视线阻挡多。2.2测量难点国家体育场的主体建筑平面布局呈椭圆形，钢构件的定位点均为三维坐标，所有主结构的构件均为巨型构件，测量精度要求

3、较高。(1)柱脚的安装定位本工程的柱脚不同于常规的钢结构柱脚，体形巨大，单体重量重，柱脚的长宽尺寸达四、五米，高度最高达十多米。所有柱脚均位于深基坑内，现场操作困难。柱脚标高大部分在+1.500以下，安装定位测量难度大。(2)桁架柱、楼梯柱的安装定位每根桁架柱由两根1200*1200的箱形外柱和一根菱形内柱通过腹杆连接而成，两根外柱为斜柱。楼梯柱的截面也为箱型并且都是倾斜的，这就使得桁架柱和楼梯柱的定位校正测量难度大。(3)主桁架的空间定位主桁架采用分段吊装，桁架坐落在支撑塔架上，所有对接点均为高空对接，定位测量相当困难。(4)支撑塔架体系和主桁架的

4、监测支撑塔架共计80个，分段吊装时，主桁架坐落在支撑塔架上，在主桁架没有成为整体之前，支撑塔架的变形以及主桁架的挠度监测工作量较大，并应定期进行。1.钢构件安装前的测量工作钢构件安装前，应利用已建立的平面和高程控制网对柱脚的支撑面的位置、标高、水平度进行复测，并提交测量成果，若不符合精度规定，则应采取相应的措施，如制定纠偏方案、提出洽商、变更设计等。桁架柱柱脚预埋件的位置偏差采用LeicaTCRA1201全站仪进行测量。测量每个支撑面时，应做好以下工作：(1)仪器设站点应选择在离该支撑面最近的控制点上,并以临近的控制点作为定向点(若首级控制点与支撑面

5、之间无法直接通视，则应采用合适的加密控制点进行测量)，测站到定向点的距离应大于测站到放样点的距离。(2)将迷你小棱镜杆放置在顶板上需测量的点位上，并保证棱镜杆处于铅垂状态，每块顶板(预埋件)须测四个点，以一根柱子的预埋件为例，共需测24个点。(3)将外业作业测得的数据与图纸比较，确定桁架柱柱脚预埋件的位置偏差。(4)桁架柱柱脚预埋件的标高用NA2水准仪进行测量。因预埋件的标高均较低，测量它们的标高前需将临近水准点的标高引测到预埋件附近。(1)桁架柱柱脚预埋件的水平度用水平尺进行测量，允许偏差为L/1000o预埋件标高的测量位置为各块埋件的四个角区域，

6、位置如上图所示，使用WILDNA2水准仪进行测量。1.柱脚的定位测量柱脚的定位测量，采用LeicaTCRA1201全站仪的机载放样程序将柱脚的定位轴线放出来，设站点为边坡边上的加密点，定向点为钢结构施工专用控制点，在使用该加密点时应对该点的点位精度进行复核，要求加密点与钢结构施工专用控制点之间的实测平距与理论平距之差不大于2mm才可以施工该加密点进行放样工作。定位点确定后，根据定位点用墨线将定位线弹在混凝土（预埋件）表面上。吊装柱脚时，将构件上的对应定位点对准定位轴线即可。5•支撑塔架的安装测量支撑塔架安装测量的总体思路：放样出塔架中心位置一安装塔架

7、一校正塔架一测量塔架标高一精确测量塔架标高。2.1塔架的定位塔架的定位程序如下：（1）根据塔架设计位置、桁架平面投影布置和塔架与桁架的位置关系，在平面内求出塔架中心点及塔架支柱的控制坐标（x,y）o（2）在内业获得各个塔架中心点的三维坐标，并填写在预先设计好的表格上；(3)选择满足精度要求的全站仪TCRA1201.水准仪NA2等测量设备；(4)在内业将控制点的坐标以及塔架的坐标输入全站仪；(5)在就近的控制点上架设全站仪，利用全站仪的内置放样程序，由测量人员根据测量结果指挥手持Mini小棱镜的司尺人员至塔架的位置，这个过程是不断进行测量、比较、调整工

8、作的过程，直至将塔架位置准确放样在地面上；(6)直接利用全站仪TCRA1201放样出塔架的定位轴线。5.2塔