全钢结构超高层测量专项技术方案设计.pdf
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1、超高层钢结构测量专项方案 编制/ 时间:年月日 审核/ 时间:年月日 审批/ 时间:年月日 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
2、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. 28 6.1.测量误差理论分析. 28 6.2.测量主要影响因素及应对措施. 29 6.3.测量精度要求. 29 6.4.测量精度保证措施. 34 6.5.测量质量保证措施. 34 6.6.测量及变形监测质量保证措施. 35 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
3、料通用技术条件GB14907-2002 6 建筑抗震设计规范GB 50011-2001 (2008 年版) 7 钢结构设计规范GB 50017-2003 8 高层民用建筑钢结构技术规程JGJ 99-98 9 高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程CECS 230:2008 10 矩形钢管混凝土结构设计规程CECS 159:2004 11 型钢混凝土组合结构技术规程JGJ 138-2001 12 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002 13 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ 82-91 14 建筑设计防火规范GB50016 15 高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95(
4、2005 年版 ) 16 建筑钢结构防火技术规程CECS200:2006 17 碳素结构钢GB/T 700 18 低合金高强度结构钢GB/T 1591 19 建筑结构用钢板GB/T 19879-2005 20 优质碳素结构钢GB 699-1999 21 结构用无缝钢管GB/T 8162-99 22 厚度方向性能钢板GB/T 5313-1985 23 碳钢焊条GB/T 5117 24 低合金钢焊条GB/T 5118 25 熔化焊用钢丝GB/T 14957 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/T 1228 1231 序号标准名称标准编号 27 钢结构用扭剪型高强度
5、螺栓连接副、技术条件GB/T 3632 GB/T 3633 28 圆柱头焊钉GB/T 10433 29 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB 11345 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 43.542.8m
6、,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-0.050211.750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: 100010005050mm ,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: 60060020
7、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: H300300 2525mm 。 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
8、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。
9、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
10、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
11、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
12、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24 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 57 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
13、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
14、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。 ) X0 ,Y 0)O y XP y x Y 城 市 大 地 坐 标 系 Y x P( x , y ) 建 筑 坐 标 系 o X YP 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
15、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
16、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
17、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 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
18、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
19、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
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