深圳大运会主体育馆钢结构工程测量定位技术
摘 要:深圳大运会主体育馆是2011年第26届世界大学生夏季运动会的主要场馆,该体育馆钢结构是单层折面空间网格结构,分为16个相同的安装单元,每个单元在250°轴线和90°轴线进行定点安装,然后代写ei论文进行同半径滑移,最后完成合龙。其中支座及各节点安装定位是关键,滑移轨道精度控制是重点,螺栓预埋是难点。在经过科学的测量定位后,保证了工程质量,圆满完成了施工。
关键词:深圳大运会;主体育馆;全站仪;高精度控制网;节点安装;滑移;合龙
MEASURING AND POSITIONING TECHNIQUES IN MAIN GYMNASIUMSTEEL STRUCTURE ENGINEERING OF SHENZHEN UNIVERSIADE
Abstract: The main gymnasium of Shenzhen Universiade is a main gymnasium for the 26th UniversiadeSummer Games 2011. It adopts single -layer folded space grid structure, which is divided into 16 identicalinstallation units and each unit is installed at a fixed position along the 250 axial line and 90 axial line,before sliding with the same radius and assembly. The installation and positioning of the support and nodes arekey points and accuracy control of slippage track is important, whilst pre-embedment of bolt is difficult. Afterscientific measurement and positioning, engineering quality is guaranteed and successful construction iscompleted.
Key words: Shenzhen Universiade; main gymnasium; total station; high -precision control grid; nodeinstallation; slippage; assembly
1 布设高精度控制网主体育馆钢结构工程大地X,Y坐标系统与土建X,Y坐标系统相同,但与钢结构坐标系统相反,在定位中需要进行X,Y互换及坐标转换, 变成以圆心为坐标原点。 工程±0.000相当于绝对标高50.400m,主体育馆各条轴线均呈放射线设计,定位非常复杂。以业主提供的大运中心外围施工控制网为基准,在结构外侧布设新的导线及水准, 对结果进行严密平差后,平面控制网达到三等导线精度,高程控制网达到二等水准精度, 该精度完全满足现场预埋及钢结构安装要求。随着土建结构的进展,在场内看台上加密控制点,以满足胎架安装定位及部分节点的安装定位。
2 高强预应力锚栓预埋定位
2.1 坐标计算根据图纸仔细进行数据计算、 坐标计算是整个钢结构定位控制的基础,在预埋期间严格按照数据控制。
2.2 限位板设计根据锚栓的相对关系,设计上下环形锚栓限位板,要求做到刚性好,经济实用,并将限位板安装在现场的锚栓支撑架上。
2.3 预埋定位首先进行支撑架安装,然后安装限位板,控制好锚栓的露出长度, 对限位板在径向进行平面及倾斜度控制,保证锚栓安装后与设计坐标、倾斜角度相同。 每组锚栓只需控制径向轴线的内外环两个点坐标, 环向保证限位板水平即可。在绑扎完钢筋后进行复核,在浇筑混凝土期间进行监测并随时复位(图2)。
3 胎架安装定位按照胎架的深化设计图纸,在土建结构施工期间,先将预留孔画在模板上,并安排木工做好留孔工作,待脚手架拆除后,将胎架4个角的位置在混凝土上放样出来,并弹好墨线。 在胎架安装期间,代写ei论文控制好胎架的垂直度及顶面标高(图3)。
4 轨道安装定位轨道安装精度是整个滑移的重点, 滑移将在R为70.5,74.5,41,25 m四个半径上同步进行,东西共8条轨道,高差接近30m。 轨道安装精度如果不够,将直接造成滑移期间卡轨,甚至滑移失败,而且将会造成支座无法安装就位。充分利用布设的高精度控制网, 在各控制点上支设全站仪,输入控制点坐标及定向点坐标,采取新的放样方法完成轨道定位。 利用圆的方程式X2+Y2=R2,首先在埋板上画一个点,测出其坐标值,用计算器算出该点的实测半径,根据实测半径与设计半径的差值,在圆心方向线上进行平移, 直到该点计算半径达到设计半径为止。对于不同标高的轨道采取同样方法。由于所有轨道周长达1325.7m,为了便于划线,采取计算机放样与制作划板相结合的办法进行。 以半径为70.5,7
4.5的轨道为例,该划板内侧半径是70.5m,外侧半径是74.5m,在2m处,划出两个半径点即可,然后由划板来完成该2m弧长内的划线(图4)。
5 节点安装
5.1 全站仪操作在某一已知控制点上支设全站仪, 在另一控制点(后视点)和待测点(目标点)支设棱镜,将仪器及棱镜严格对中整平后,把已知控制点坐标、后视点坐标、棱镜常数、温度、气压等输入仪器,量取仪器的高度,通过后视点棱镜进行定向, 即可测出待测点棱镜的三维坐标。 其原理就是极坐标法和电磁波测距三角高程法。
5.2 钢结构节点三维坐标初步定位先将节点指定的3个方向中心坐标在胎架的小平台上放样,标出各方向需向上量取的高度,在节点安装时,用线坠和钢卷尺进行控制。
5.3 钢结构节点三维坐标精确定位以5号铸钢节点及中心圈节点为例,对支管端面任意通视并对有代表性的3个点进行测量。用测量的坐标值与三维图中的理论坐标进行复核, 标高和平面位置控制在5mm之内。 如果测量结果超限,应对节点空间位置进行调整,直到符合要求为止。测量方法为在支管端面的中心贴反光片,测量各支管端面的中心坐标(图5,6)。•608•深圳大运会主体育馆位于深圳市龙岗区体育新城,是可容纳1.8万名观众的主体育馆,建成后为2011年第26届世界大学生夏季运动会篮球、羽毛球、体操等比赛的主要场馆。 主体育馆整个钢屋盖为单层折面空间网格结构,平面形状为圆形,双轴对称,平面尺寸半径R为72m,由16个形状相同的结构单元构成,包括中心圆顶的内圈(R内=25 m)和折形外圈(R外=72 m),中心圆顶最高点标高为36.140 m, 建筑檐口高度为20.670m,工程用钢量约5 800 t(图1)。
图 1 深圳大运会主体育馆实物图2010 年 7 月6 滑移控制在轨道上划刻度线, 每条刻度线间距为100 mm,细部刻度在滑移时由各操作员用卷尺测量, 以确保滑移的同心度。 用全站仪和经纬仪监测滑移期间胎架的稳定性,待每一单元滑移后,对滑移的坐标进行复查,看其是否正好完成22.5°的旋转角度。7 卸载变形监测卸载前, 在设计需监测的每个主节点下缘贴反光片,部位在半径R1=25 m,R2=41 m,R3=69.3 m上,主要是节点3,4,5,6,7。 观测点尽可能布设在视野开阔、便于观测监测点的位置,在控制网点上支设全站仪,通过观测反光片,可以测出每个监测点的三维坐标,根据每次的变化量,来确定沉降、位移和变形情况。8 精度分析采用全站仪进行放样, 在不考虑控制点误差的情况下, 主要为测角、 测边的定位误差ms以及对点误差mi,其误差的计算公式为:Md2= ms2+mi2(1)ms2=mα2+mD2(2)mα=2″×D/ρ (3)mD=a+b×D (4)式中 Md———点位中误差;ms———测角测边误差;mi———对中误差;mα———测角误差;m———测距误差;a———测距仪固定误差;b———测距仪比例误差;D———距离;ρ———取206 265″。观测过程中,最少观测次数以1测回计,以SOKKI-SET230RK全站仪为例 , 观测仪器的测边精度为a=2mm,b=2 ppm, 测角精度为2″,对中误差为0.5 mm, 所观测最长边限制在150000mm内, 可计算出最大误差Md,其结果计算如下:mD=2+2×0.15=2.3(mm);mα=2″/206 265″×150 000=1.45(mm);ms2=1.452+2.32=2.72;Md2=2.72+0.52=2.82。Md为2.8mm, 可见球支座平面坐标3mm的允许偏差是可以保证的。9 结语深圳大运会主体育馆造型复杂, 节点共145个,每个节点均需定空间三维坐标,加上滑移过程中的变形,极易造成支座安装困难。通过布设高精度控制网,控制好轨道的安装精度,把好每个节点的安装质量,在滑移中做好同步监测,钢屋盖得以顺利合龙,未出现任何卡轨现象,也确保了支座与钢结构准确结成一体。成功完成了世界上最大的单体滑移工程, 获得了深圳市工务署及各界同行的好评,科学、先进及高精度的工程测量技术在滑移及安装实施中,起到了举足轻重的作用,对以后类似的滑移项目有很好的借鉴和指导意义。
参考文献
[1] 黄伟江,张全民 ,陈友明.大型体育场钢屋架测量技术
[J].代写ei论文广东土木与建筑,2001(8).
[2] 张全民,陈友明.深圳会议展览中心钢结构工程施工测量技术[J].建筑技术.2004(12).[
3] 张全民,冯建华.广交会琶洲展馆二期钢结构工程测量技术[J].建筑技术,2008(11).
[4] 袁树翔.AutoCAD辅助施工测量放线[J].建筑技术,2004(12).
[5] GB 50205-2001,钢结构工程施工质量验收规范[S].[
6] GB 50026-2007,工程测量规范[S].张全民:深圳大运会主体育馆钢结构工程测量定位技术 •609•^