江西某机场航站楼定位和测量放线方案gps 圆弧测量钢结构测量secret.docx
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江西某机场航站楼定位和测量放线方案gps圆弧测量钢结构测量secret
江西某机场航站楼定位和测量放线施工方案
该工程占地面积大、造型复杂,采用了大量的曲线结构,涉及到土建施工、大型钢结构安装等,测量的难点在于大型钢结构的安装和圆弧曲线的测设工作以及占地面积大,不利于测控等,所以,测量控制工作显得尤为重要。
为了确保施工进度及精度,提高工作效率,在测量工作中,我们采用数字化测量控制和GPS等先进技术,为施工过程及质量提供可靠依据,使测量工作成为智能化施工的第一道工序。
并精心编制了本工程的定位和测量放线施工方案。
编制依据:
1、《工程测量规范》GB50026-93
2、《城市测量规范》CJJ8-99
3、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
4、《混凝土结构工程施工及验收规范》B50204-92
5、《工程摄影测量标准》GB50167-92
6、《工程测量基本术语标准》GB/T50228-96
7、《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97
8、本工程设计书及设计图纸
1测量精度控制
1.1首级控制网的精度
根据工程特点,雇主提供的工程起始导线网点至少达到二级导线的精度要求。
高程至少达到四等水准精度要求。
二级导线测量主要技术要求
平均边长(km)
测角中误差(″)
测距中误差(mm)
测距相对中误差
方位角
闭合差
相对闭合差
0.25
8
15
≤1/14000
16
≤1/10000
四等水准测量主要技术要求
每千米高差全中误差
路线长度
水准仪型号
水准尺
观测次数
环线闭合差
10mm
≤16km
DS3
双面
往返
往
20
6
1.2场区、建筑物控制的精度
场区控制达到二级导线精度要求,点位相对误差不超过±5mm。
建筑物控制、轴线控制精度要求,按二级建筑方格网的精度进行布设。
高程达到四等水准精度要求,高程控制点间相对误差不超过±5mm。
1.3混凝土结构工程允许误差
混凝土结构放线允许误差
项目
允许误差
外廓主轴线
长度(L)
L≤30m
±5mm
30m ±10mm 60m ±15mm 90m ±20mm 细部轴线 ±2mm 墙、柱、梁边线 ±3mm 门、窗、洞口线 ±3mm 层高 ±3mm 建筑物的垂直度误差和总高度误差: 3H/10000 度建筑物高度 垂直度误差 总高度误差 30 10mm 10mm 1.4钢结构工程允许误差 支撑面、地脚螺栓的允许偏差(mm) 项目 允许偏差 定位轴线 轴线 L/20000,且≤3mm 支撑面 标高 ±2mm 水平度 L/1000 地脚螺栓 螺栓中心偏移 5mm 螺栓露出长度 +30,0mm 螺纹长度 +30,0mm 预留孔中心偏移 10mm 钢柱安装的允许偏差(mm) 项目 允许偏差 柱子定位轴线 1mm 地脚螺栓位移 2mm 柱脚底座中心线对定位轴线的偏移 3mm 柱基准点标高 ±2mm 挠曲矢高 H/1200,且≤15mm 同一层柱顶标高 ±5mm 柱轴线垂直度 单节柱(H>10m) H/1000,且≤10mm 单节柱(H≤10m) ≤5mm 总高H 3H/10000,且≤30mm 主体结构整体平面弯曲 总长L L/1500,且≤25mm 柱、桁架、梁的安装测量,允许偏差 钢柱垫层标高误差 ±2mm 钢柱±0标高检查 ±2mm 桁架和实腹梁、桁架和钢架的支承结点间相邻高差的偏差 ±5mm 梁间距误差 ±3mm 梁面垫板标高误差 ±2mm 上柱和下柱的相对扭转 3mm 构件预装测量的允许偏差 平台抄平 ±1mm 纵横中心线的正交度 ±0.8 mm l为自交点起算的横向中心线长度(mm),不足时,以5m计。 预装过程中的抄平工作 ±2mm 2施工平面控制网测量 2.1设计依据及精度 根据混凝土及钢结构施工的相关规范对施工放样的要求,如地脚螺栓(锚栓)的中心偏移允许偏差为5mm,剪力墙结构轴线位置的允许偏差为5mm。 以施工允许误差的最高要求为5mm考虑,假设直接用于施工放样的次级控制网中,点间中误差最大为m控,放样误差为m放。 设m控=m放/ ,由 =5mm,得m控=2.8mm。 次级控制网的平均边长设为150m,则最弱边的边长相对中误差应该为1/76000,按照边角匹配的原则,mβ= ρ″,得测角中误差为2.7″。 由以上计算,次级控制网应该按四等导线设计能够满足要求,主要技术要求如下表: 四等导线主要技术要求 平均边长(km) 测角中误差(″) 测距中误差(mm) 测距相对中误差 方位角闭合差(〞) 相对 闭合差 1.2 2.5 18 1/80000 5 1/35000 由于加密控制网按照四等导线设计,所以首级施工平面控制网按照三等网进行设计,首级施工平面控制网拟采用GPS三等网。 考虑到用常规手段加密次级控制网的需要,首级网各点最少应具有两个通视方向,三等GPS控制网主要技术要求如下表: 三等GPS控制网主要技术要求 标准差a(mm) 比例误差系数b(1×10-6) 最弱边相对中误差 ≤10 ≤5 1/80000 GPS系统及接收机 2.2控制网布设 考虑上述原则,进行GPS点位布网优化组合,形成网形结构强度高且便于施工放样的GPS控制网。 控制网采用边连式方法,设计出由若干个独立的异步环构成的附合或闭合图形,每个控制点都有两条以上基线通过,网中不存在自由基线。 同时为了获得较高的相对精度,本工程首级施工平面控制网拟采用自由网形式。 控制点位设置: 考虑本工程现场施工条件并结合施工期间点位的利用情况,拟定在远离施工范围的边缘布设GPS控制点,并保证与相邻点间通视条件良好和场地比较平整。 由14个点构成GPS首级控制网,其布设形式如图所示: 平面控制网示意图 所有首级平面控制网的桩点应按照半永久标志进行埋设,力求稳固可靠,以便于进行工程施工过程中加密控制点的恢复。 控制点埋设应有三至五天的稳定期后才能开始观测。 2.3观测方法及技术要求 首级施工平面控制网采用GPS(GlobalPositioningSystem全球定位系统)进行观测,利用GPS静态相对定位建立平面控制网。 与常规测量手段相比具有速度快,精度高等优点。 首级施工平面控制网按照国家标准《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97中三等网的技术要求进行观测,采用静态定位方法,主要技术要求如下表: GPS三等网的观测技术要求 卫星高度角(°) 有效观测 卫星数 平均重复 设站数 时段长度(min) 数据采样间隔(S) ≥15 ≥4 ≥2 ≥60 10~60 GPS控制网观测要求: 1、作业前应编制作业计划表。 几何图形强度因子(PDOP)≤6,同步观测接收机台数≥3等。 2、天线应整平、对中,对中误差不应大于1mm。 3、按规定逐项填写作业观测手薄。 4、每一时段观测结束后,应及时将存储介质上的数据进行拷贝。 每时段观测结束,应及时进行数据处理。 3施工高程控制网测量 3.1设计依据及精度 根据《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002以及《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2002的相关规定,对高程施工放样误差的最高要求为5mm,利用现有的精密水准测量方法比较容易达到,首级施工高程控制网按二等水准网的精度进行设计。 主要技术要求如下表: 二等水准网主要技术要求 千米高差中数中误差 测段、区段、路线往返测高差不符值 附合线路或环线闭合差 检测已测测段高差之差 偶然中误差M△ 全中误差Mw ≤±1 ≤±2 ≤±4 ≤±4 ≤±4 由上表,假设首级高程控制网水准线路总长为4km,则有最弱点高程中误差(相对于起算点)mh=±Mw/ =±2.0mm,水准点间最长距离为500m,则两点间高差中误差为mh=±Mw =±1.4mm。 完全能够满足施工要求。 3.2布设形式 为使首级施工高程控制网具有较好的精度,控制网布设为闭合水准路线,并与城市等级水准点联测以确定起算高程。 水准点位设置: 考虑水准点高程精度对于机场施工的重要性,同样将首级施工高程控制点布设在远离机场范围的区域。 同时为了节约成本和利于点位的保护,将首级高程控制点与首级GPS控制点共用。 水准线路示意图见平面控制网 3.3观测方法和技术要求 首级水准控制网观测采用二等水准观测方法。 前后视距差、视线长度及视线高度应满足下表的要求: 二等水准前后视距差、视线长度及视线高度的要求 视距 前后视距差 任一测站上前后视距累积差 视线高度 ≤50m ≤1.0m ≤3.0m ≥0.3m 测站限差应满足下表的要求: 二等水准测站限差 上下丝读数平均值与中丝读数的差 基辅分划读数的差 两次高差之差 检测间歇点高差的差 3.0mm 0.4mm 0.6mm 1.0mm 4内业数据整理 4.1观测成果的检核 基线向量长度误差≤2δ,同步环闭合差≤( /s)δ 独立环闭合差≤2 δ,复测基线长度较差≤2 δ 式中δ= ,a——固定误差(mm) b——比例误差(1×10-6) d——基线边长度(km) N、n——同步环或独立环基线边数或复测基线次数 4.2数据平差处理 采用随机配套的商用软件TrimbleGeomaticsOffice进行基线观测数据的解算和平差及精度评定。 同时考虑到机场坐标系和地方独立坐标系之间的差异,应对观测的结果进行投影面的改正。 严密平差后最弱点点位中误差≤±12mm,相邻点位相对中误差≤±10mm,最弱边相对中误差≤1/80000。 5混凝土施工测量 5.1放样项目 1、平面: 轴线、墙柱边线、门窗洞口线、预留洞口线、50cm平面控制线。 2、标高: 结构施工时,抄测建筑50线。 根据作业面标高控制点,进行作业面抄平,每跨至少4个点。 测完后应附合到另一流水段检查。 5.2放样方法 直角坐标法、极坐标法、弦支距法及切线反支距法等。 5.3高程传递方法 基于本工程,高程的传递采用钢尺与水准尺联合测量法进行,详见示意图。 钢尺下段悬挂重锤,以保证钢尺的垂直度,为减少摆动,将重锤放入油桶中,现场作业时,每次用钢尺与水准尺联合测量法传递标高时,改变钢尺悬挂位置,进行测量重复测量,以便校核。 计算时对钢尺进行尺长及温度改正: 钢尺实际长度=钢尺名义长度+尺长改正数+а×(现场温度-钢尺检测时温度) а: 代表钢尺膨胀系数,取а=0.000012m/°C;钢尺检定时温度为20°C。 利用前面提到的水准尺与钢尺联合测量的方法与场区高程控制网联测,经确认无误后,方可进行下道工序。 5.4混凝土结构放线 1、内业计算 (1)仔细审图,复核建筑物定位条件、轴线、标高的各种相对关系、曲线要素等几何尺寸是否清楚、正确,从源头上防止测量错误的发生。 (2)计算各待放部位特征点的坐标,把图纸中的设计要素尽量数字化,转化为现场放样坐标。 曲线计算首先根据设计要求和曲线模板施工工艺确定曲线放样点的间距、密度,然后根据曲线要素写出数学模型,编程计算曲线点坐标,用AUTOCAD模拟进行检查。 2、现场放样 (1)基础部分根据轴线控制点向坑内投测,也可用极坐标法进行放样。 (2)首层结构部分用全站仪极坐标法结合外空点进行放样。 3、首层测量放线完毕后,在离轴线1m处,躲开上部结构梁的位置设置内控点,另外,还应考虑结构形式和施工流水段的划分,便于±0.000以上的结构放线,控制点示意图及做法见下图。 控制点做法 4、弧线的放样: 圆弧结构测量放样数据计算十分重要,数据计算工作直接影响到圆弧部位测量放样工作的顺利进行。 常规的计算方法是根据设计图纸的相关几何尺寸关系,利用数学公式,逐步推算需要的数据。 这种方法不但计算繁琐,计算量大,而且精度低、容易出错。 为更好地解决这个问题,本工程中圆弧等复杂部位测量放样数据的计算将采用计算机自动查询的方法。 首层根据作业面控制点主要用全站仪极坐标法进行放样,内控点进行校核。 对于半径小于10m可直接采用钢尺量测的方法。 曲面放样首先在模板支撑结构面上,用全站仪放出平面位置,控制曲面模板支模位置,用水准仪测出高度,控制曲面支模高度。 圆弧的放样也可以采用弦支距法及切线反支距法,即先放样出圆弧弦线,然后根据弧线与弦线的尺寸关系放样出圆弧线,具体做法详见下图 圆弧放样示意图 ±0.000以上的圆弧放线用首层控制点采用内控的方法进行测量放线,外控点进行校核,见控制点示意图。 圆弧段内控点布置图 航站楼控制点布置图 6钢结构施工测量 6.1测量难点分析 对于钢结构安装阶段的测量主要分为两个阶段,第一阶段为对混凝土柱的定位复测和主结构的定位放线,第二阶段为钢结构安装工作中对构件空间就位的测量和校正。 两个阶段都面临的最大难点是,测量控制点只能布置在地面上,因此无论在哪个位置通视条件都非常差,加上受施工场地的局限,测量控制点在布置时不能离开现有的施工场地。 所以必须采取最有效的测量控制点布置方式来控制整体结构的安装精度。 结构安装阶段测量任务繁重,并且测量的数据统计很难寻找出控制的方向,给现场的校正工作带来很大的麻烦。 为保证所有构件的精确定位,必须有整体的测量控制网作精度保证,并且将每根构件的实际安装位置记录在册。 6.2安装控制网建立 根据现场已建立的首级测量控制网,将根据钢结构的特点,进行测量控制点的加密和精度复测。 钢结构测量网的建立主要为满足钢结构安装期间,对钢结构构件的测量定位要求,根据测量定位的三维坐标要求,在实施测量操作时,将三维坐标分解为一个平面控制和一个高程控制的原则,进行构件的定位放线和就位校正。 控制网的精度为量距1/40000,测角±8˝,相邻两点间的距离误差≤±1mm。 为提高控制网的精度,在测设时,要对内外两侧的桩点进行图形闭合,增加多余观测并对测量成果进行边角平差,并对误差进行分配。 6.3控制点测设实施 1、观测前选择较佳位置固定强制归心联接螺丝,观测时,在各控制点上分别架设仪器,角度观测四测回;超过三个方向时,采用全圆观测;距离采用往返测;精测时间选用早上和傍晚两个温度大致相等的时间段进行;外业工作结束后,进行严密平差,成果交总包和监理验收,验收通过后,即完成混凝土顶部控制网的测设。 2、高程控制点作为独立的一维坐标,其受点位通视情况的影响较小,可根据现场已经确认的高程点,以精密水准仪直接引点或精密水准仪加钢尺进行传递,成果经验收合格后使用。 3、首节钢柱的安装和校正 对于首节钢柱的安装,保证第一节的柱顶标高一致是至关重要的。 为了便于控制钢柱的安装标高,将+50cm控制线画在钢柱上。 (注意: 要从柱顶往下量,将加工误差放在柱底)。 根据轴线控制网,将柱子“十”字中线用刀片或墨线标示在地脚螺栓的钢板上,做为柱底就位的基准线。 第一节钢柱校正示意图 钢柱校正流程图 6.4加工及进场检验 1、钢结构加工下料时,在满足设计几何尺寸的前提下,还应考虑焊接变形、吊装变形和加工期间大气温度与预定安装期间大气温度差别引起的温度变形对钢结构几何尺寸产生的不利影响,应根据预测变形量对钢结构几何尺寸进行修正,并制定出其它相应措施。 2、钢结构进场后及对接合拢前要对其几何尺寸进行校核,确定出钢结构部件在当时温度条件及吊装时刻下的实际长度,为顺利拼装提供依据。 6.5钢结构安装流程 7装修施工测量 用电子经纬仪检查结构轴线,检查轴线之间的平行度或垂直度及轴线间距,将结构误差均匀地平分到各条轴线中,不得从一头排线到另一头,从而造成误差积累。 轴线误差调整后,然后再测放出二次结构线。 对于贯通的走廊过道,要设立通长的控制线;每一个大开间的房间,都要各自设立装修“十”字或“井”字控制线,保证地面铺砖平整方正。 检查各层轴线的竖向投影情况,进行门窗工程的安装。 外立面放出大的控制线,控制外立面的的装修。 8机电安装施工测量 机电设备安装主要根据结构轴线、二次结构墙体线放出机电设备位置线,误差应小于1cm。 根据建筑50线控制机电设备标高,误差在3mm以内。 为了保证设备安装准确,在施工中普遍采用激光标线仪进行机电设备的定位,将吊顶设备的安装线用激光投影到屋顶,根据激光水平面控制管道的标高。 9变形测量 9.1建筑物沉降观测 建筑物沉降观测点应布置在变形明显而又有代表性的部位。 用精密电子水准仪采用二等沉降观测,按国家二等水准测量的技术要求施测。 工程变形监测由具备相应资质的测绘部门进行施测。 该工程变形观测精度等级的确定,借鉴国际测量工作者协会(PJG)于1981年第16届大会提出的常用取值方法,即: 为实用目的,观测值中误差不应超过变形允许值的1/20~1/10,或者1~2mm。 结合《建筑变形测量规程》和《工程测量规范》中有关沉降观测条款,并参考同类工程经验 9.2建立沉降观测基准网 1、建立基准网 控制网可布设成闭合水准网,有条件时附合在已有水准点上。 水准基点应埋设在变形影响区域外的基岩或稳定的原状土层上,应保证其稳定可靠,能长期保存。 2、基准点埋设 拟采用深埋水准基点,埋设深度视工程地质情况而定埋,设方法见下图 3、工作基点埋设 工作基点是为了便于就近施测沉降观测点,在测区内距建筑物基础深度的1.5~2.0倍外布设,工作基点可在已有稳定的永久性建筑物墙体或基础上设置,如无条件,应做1.5米深桩。 9.3沉降观测点布设与埋设 1、布点原则: 观测点的布设应做到密度适中,能够监控拟建建筑物的整体变形和局部变形,并结合实际工作中积累的同类工程经验。 2、观测点埋设及做法: 观测点在埋设时应注意避开障碍物并保证有足够的准确立尺的空间。 在长期的观测过程中,由于施工影响,难免会发生观测点被损毁的情况,此时一定要对重点部位的观测点标志进行及时恢复,以保证沉降测量工作的连续性、监测工作的及时性。 观测点埋设方法详见下图 9.4观测数据分析反馈 1、基准网观测: 按二等垂直位移监测网的技术要求进行观测,往返较差、附合或环形线闭合差≤±0.3 mm,每站高差中误差≤±0.13mm,相邻基准点高差中误差≤±0.5mm。 由于该工程规模较大且工期较长,监测控制网作为沉降观测的起始依据,所以其准确性就显得尤为重要。 水准基点埋设完毕,待其稳定后即进行首次观测。 2、沉降观测点的观测: 沉降观测的精度指标: 环线闭合差≤±0.6 mm,每站高差中误差≤±0.3mm,视线高≥0.3m,按国家二等水准测量的技术要求施测,对于整体工程作为独立的变形体构成闭合水准路线进行观测。 在联测时必须按附合水准路线至少联测两个水准基点,以保证具有测量施工时所必须的检核条件,减少测量误差的发生。 在将高程向下传递时也应进行往返观测。 3、观测中的注意事项: 采用相同的图形(观测路线)和观测方法;使用同一仪器和设备;固定观测人员;作好测量中的各项原始数据的记录工作(包括气象条件、施工阶段等);在基本相同的环境的条件下工作。 提供观测资料包括: 每次观测中间成果;沉降观测点位分布图及各周期沉降展开图;荷载、时间、沉降量曲线图;沉降观测分析报告等。 10测量组织管理及职责 10.1机构设置 项目技术部设置专业测量队伍,对现场工程测量工作实行统一管理。 各分包单位自设测量组,负责相应分项工程的测量与验线工作。 各测量组根据工作需要配备相应的测量专业工程师、助理工程师或测量高级技师,测工不应低于中级工。 测量组长必须由工程师、助理工程师或高级技师担任。 测量工作的整体管理和统一协调由专职测量工程师负责;变形监测等高精度测量工作由项目经理部委托具有测量专业资质的公司负责;施工测量、安装测量由各作业队测量组自己负责。 管理框图见下图。 测量工作组织管理框图 10.2测量仪器配置 所有进入现场的测量器具均应经过计量检定部门进行检定合格且在有效期内(施工测量仪器配备见下表);与建设方办理交接桩手续;检核红线桩和水准点;承担测量工作的单位和个人应具备相应的资质;编制测控布置;建立测量数据库;对测量人员进行技术交底和业务培训。 主要施工测量仪器配备表 仪器名称 精度 数量 用途 全站仪 ±1mm+1ppm/±0.5" 1台 控制网主轴线和钢结构等重要部位测设、校核;工程基准的传递与复验;变形观测;高程基准传递。 ±2mm+2ppm/±2" 3台 主轴线测设、坐标放样、测距、传测标高,钢结构安装、竣工测量、变形观测 电子经纬仪 2" 5台 结构施工测量、钢结构安装 水准仪 S0.4 1台 测设水准控制网 S1 2台 沉降观测、竣工测量 S3 8台 常规水准测量 激光铅直仪 3mm/100m 4台 控制轴线的竖向传递 激光扫平仪 3mm 4台 水平面控制 手持激光尺 2mm 3把 质检 电子温度计 0.5° 3根 钢结构测温 游标卡尺 0.1mm 3把 焊缝收缩检测 钢卷尺 已检定 6把 平面测距 计算机 6台 内业计算与管理、建立测量数据库 GTS-602GTS-332 10.3项目经理部测量组职责 1、负责制定工程测量管理细则,贯彻执行测量工作有关规定。 2、负责审核施工测量方案。 3、负责参加建设单位组织的导线点、控制点的交接工作,接桩后及时组织复测和报验工作。 4、负责对主要建筑物或构筑物平面位置、控制轴线等测量放样后的复测。 5、负责总结和推广施工测量的先进技术、经验,组织对测量工的技术及业务培训。 6、负责所属范围内测量仪器的定期检测和保养工作。 7、负责指导、监督、检查测量管理工作。 10.4作业测量组职责 1、负责编制《施工测量方案》,填写《测量施工日志》。 2、接桩后对控制点复测及桩位保护工作。 3、建筑物或构筑物测量放线工作。 4、组织(或参加)工程竣工测量工作。 5、负责主要控制线和标高的测设工作。 6、负责所属范围内测量仪器定期检查和保管工作。 7、负责工程测量技术资料收集整理工作。 11测量验线 验线工作由项目经理部测量工程师组织,组织各分包单位、建设方、监理公司,根据所放线的精度等级和重要性分别进行验线。 验线工作与放线工作要做到人员、仪器和测量方法三分开,独立进行。 验线的精度要求要不低于放线精度。 在施工工序安排上要给验线留出必要的时间,严禁不经验线就擅自施工的现象发生。 验线工作必须有下道工序的工长参加,并填写交接单。 11.1验线要求 1、各分包单位测量组首先自检合格后,将各种资料填写齐全,经公司技术部门授权的测量工程师签认后,方可向项目经理部测量工程师申请验线。 2、项目经理部测量工程师组织验线合格后,向监理公司申请验线。 3、经监理公司复检通过后,方可进行下道工序施工 4、验线不合格,需立即改正,复检合格后,重新整理资料,申请验线。 11.2验线范围 1、监理验线范围: 现场和作业面各级平面、高程控制点,各种分部、分项工程的定位桩点,基槽位置、几何尺寸和标高,楼层轴线、标高和各种关键部位的线。 2、项目经理部测量工
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