84
施 工 技 术
C ONSTRUCTI ON TECH NO LOGY 2006年10月第35卷 第10期
全自动激光垂准仪在超高层建筑施工中的应用
谢永超
(广州市第二建筑工程有限公司, 广东广州 510045)
[摘要]广州市维多利广场超高层塔楼结构施工中, 采用全自动激光垂准仪进行控制轴线的垂直投测工作。在测量
过程中, 对仪器进行了精密的调校, 优化了测量方法, 建立了高精度的测量控制网, 最终使整个塔楼的垂直度偏差
[关键词]全自动激光垂准仪; 核心光斑; 精度估算; 测量[中图分类号]T U974;T U19812
[文献标识码]A []() 2203
Application of Full Machine
XIE Y ong 2chao
(Di &Engineering Co . , Ltd . , Guangzhou , Guangdong 510045, China )
Abstract :Duringthe construction of G uangzhou Weiduoli Plaza super 2tall tower , full automatic laser verticality machine is used to control verticality measurement. By precisely adjusting the machine and optimizing the measurement method , engineers set a high precision measurement control net. At last , the deviation of verticality is below 5mm. The construction effect is g ood.
K ey w ords :fullautomatic laser verticality machine ; core light spot ; precision estimation ; measure 维多利广场地处广州市天河路与体育西路交叉口,6层裙楼已开张营业, 裙楼面标高为2912m ,2栋塔楼。其中A 栋52层, 约6万m 2, 标准层高317m , 总高度为22212m , 屋面标高20218m , 与裙楼屋面高差
17316m ;B 栋36层, 约3万m 2, 标准层高316m , 总高度
的夹角向外发散的, 其核心光斑的面积随着投点距离的增加而增大, 清晰度也逐渐下降, 边缘也逐渐由锐利变为模糊, 这些现象在白天更为明显。由于投点时, 标记光斑的中心点是靠施工人员肉眼观测, 手工操作, 因此光斑的尺寸越大, 清晰度越低, 引起的测量误差就越大, 所以必须测定出激光光斑直径与测量距离的关系。
11212 测定激光光斑直径与测量距离关系的方法
为14516m , 屋面标高14011m , 与裙楼屋面高差11019m 。塔楼的垂直度控制采用内控法。由于塔楼的相对高差比较大, 所以对垂准仪的精度要求很高, 经过反复对比, 最后决定使用全自动激光垂准仪作为控制轴线向上投测的工具。
1 全自动激光垂准仪的使用111 技术指标
首先在100m 长的平整地面上按5m 一格分好, 将激光垂准仪置于0m 处, 对中整平后, 将检查和调整用五角棱镜安装在主机提手的圆孔上, 把激光光线折射到水平方向, 然后在每格处依次放置白纸板, 让光斑投射到白纸板上, 用笔将核心光斑的轮廓记录下来, 经过整理, 如表1所示。
在记录时发现, 当距离超过60m 后, 核心光斑的轮廓开始变得模糊, 光斑清晰度也开始下降, 因此, 为确保塔楼施工测量的精度, 把全自动激光垂准仪的测量距离规定为≤60m 。当测量距离大于这一限值时, 必须
采用苏州某公司出品的JC100全自动激光垂准仪, 其主要技术指标:①一测回垂准测量标准偏差 上出光±1mm Π100m , 下出光±1mm Π100m ; ②自动安平精度±1″; ③自动安平范围±3°; ④光源 激光二极管, 波长635nm 。
112 测量距离
11211 测定激光光斑直径与测量距离的关系
全自动激光垂准仪是通过激光管向外发射激光束而进行投点的, 激光束并非平行的, 而是呈一个非常小
[收稿日期]2006204205
) , 男, 广东广州人, 广州市第二建筑[作者简介]谢永超(1974—
工程有限公司工程师, 广州市黄华路中约外街1号601房 510050, 电话:[1**********]
2006N o. 10谢永超:全自动激光垂准仪在超高层建筑施工中的应用85
表1 激光束核心光斑直径变化记录
距离Π
m 510152025
投点工作包括下方测量人员的投点工作和上方测量人员的记点工作, 操作步骤如下:
1) 在上方要投点的楼层上, 上方测量人员预先把1
m
光斑光斑光斑光斑
距离Π距离Π距离Π
直径Π直径Π直径Π直径Π
mm [**************]
m
mm [**************]
m
mm [**************]
mm [**************]
3035404550
5560657075
[1**********]
块300mm ×300mm ×3mm 的透明有机玻璃板固定在楼板200mm ×200mm 的预留洞口上, 板中间200mm ×
200mm 的区域要记录激光光斑, 不能受阻隔。
2) 上方测量人员准备好后用对讲机通知下方测量
基点上的测量人员, 下方测量人员接通知后, 首先把全自动激光垂准仪的x 方向指针对准0°方向, 然后按下全自动激光垂准仪的上、, 选择上下同时出光, ) 在中途设置高精度的测站作转换之用, 分区段进行测量。结合维多利广场超高层塔楼结构施工的实际情况, 我们在A 塔楼的8、24、38层设置高精度的测站, 分为下、中、上3个测量区段, 其测量间距为:5912m (8～
24层) ;5218m (24～38层) ;5515m (38～52层屋顶) , 30s 。这过程会看到核心光, 然后逐渐稳定下来。当上方测量人, 用墨水笔把核心光斑的圆心标记在透明有机玻璃板上, 完成第1象限的投点记点工作。如图1所示。
自动激光垂准仪摆放在上述楼层, 层投点。
113 平, 种功能进行控制。
全自动激光垂准仪的调校必须按x 方向和y 方向分别进行调校, x 1和y 1方向互相垂直, x 2在x 1方向的
180°处, y 2在y 1方向的180°处。
图1 投点示意
在实际调整仪器时, 我们发现最好把仪器放在一个比较昏暗的环境中, 这样可使激光光斑看起来更加清晰
, 可提高调校的准确性, 同时用于调校的场地必须保持平稳, 远离震源。
114 使用过程11411 准备工作
4) 上方测量人员用对讲机通知下方测量基点上的
测量人员准备进行第2象限的投点工作, 下方测量人员接通知后, 慢慢顺时针转动全自动激光垂准仪, 把仪器的x 方向指针对准90°方向。由于仪器的激光发射的透镜组是悬挂的, 转动仪器时会引起透镜组的晃动, 所以上方测量人员会看到激光束的核心光斑由内向外呈渐开线运动, 然后又由外向内呈渐近线运动, 最后稳定在第2象限的某一点上。当上方测量人员确定核心光斑已经处于稳定状态时, 用墨水笔把核心光斑的圆心标记在透明有机玻璃板上, 完成第2象限的投点记点工作。如图1所示。
5) 用同样方法完成第3、4象限的投点记点工作。6) 上方测量人员把1和3、2和4象限的标记点连
准备工作包括全自动激光垂准仪的整平和对中, 操作步骤如下:
1) 调节三爪基座的脚螺旋, 使基座上的圆水准泡
居中。由于该仪器的自动安平范围是±3°, 所以只要仪器的圆水准泡居中即可满足要求。
2) 开动仪器的激光发射器, 将激光光斑向下投射
到地面上; 松开仪器与脚架的连接螺旋, 将仪器缓慢移动至地面测量基点的上方, 观察地面的激光光斑是否与测量基点重合, 反复调整, 直至激光光斑正好落在测量基点的中心为止; 由于全自动激光垂准仪的透镜组在移动仪器的过程中会出现晃动, 所以每次移动仪器后要静止10s , 待激光束的方向稳定后再行观测。
3) 观看圆水准泡是否居中, 仪器的自动安平指示
线, 两线交叉处的点5即为下方基点在本层楼面的正式投点。如图1所示。
115 精度估算
按《高层建筑混凝土结构技术规程》J G J322002规定:高层建筑结构施工轴线竖向投测允许偏差为层间偏差≤3mm , 总高H >150m 时轴线垂直度偏差≤H Π
1000且≤30mm 。在实际施工中, 由于超高层建筑物具
灯是否长亮。如果圆水准泡不居中, 仪器的自动安平指示灯闪动, 则要重复上述步骤直至仪器同时满足上述要求。
11412 投点工作
有工程量大, 层数多, 总体高度大, 结构施工工期长而后期施工工期短等特点, 所以主体结构施工到一定高度后, 就要与主体结构工程同步安装外墙面的玻璃幕
86 施工技术第35卷
墙。以施工的塔楼工程为例,2栋塔楼中A 栋在结构施工到38层时,30层以下即进行幕墙施工;B 栋在结构施工到30层时,24层以下即进行幕墙施工。要保证幕墙顺利接通, 就必须对主楼的垂直度进行更为严格的控制。由于测量有误差存在, 施工同样有误差存在, 为保证最终的实物质量满足要求, 我们把建筑物轴线垂直度偏差提高到≤H Π3000且≤10mm 。
投点用的JC100全自动激光垂准仪, 向上投点的偏角中误差不超过±10″, 按最大投测高度即5912m 为
1个投测点段估算:
m 投=
坐标比较改化。改化之后再次进行检测, 按《工程测量规范》G B50026293规定, 要求控制网的测距相对中误差
化, 直至满足要求。一般情况下, 这种改化只需进行2次, 因垂直度控制测量的精度要求较高, 为此, 基准点处预埋10cm ×10cm 钢板, 用钢针刻划十字线定点, 线宽012mm , 并在交点上打样冲眼, 以便长期保存, 所布设的平面控制网应定期进行复测、校核。根据垂直度控制测量的要求, 控制轴线网布置在第8层并以其作为下区测量平台, 24层的中区测量38, 减少测量区段的高度, , 楼板必须在测上方留设预留洞, 尺寸为200mm ×
200mm , 此洞必须由测量控制基点一直通到每个测量
±10×5912×1000
206265
=±2187mm
投点测量观测值的中误差由仪器误差m 仪、对中误差m 对、自动安平误差m 平、记点误差m 记及响误差m 外确定:
m 投=m 仪+m 2
2
2
2
区段的顶层。每层楼板预留7个预留洞, 平时进行轴线投测时, 只需在控制点1、2、3、4中选3个点向上投点即可, 为减少累积误差, 这4个点可按123、234、341、412等组合进行轮流投点。
5、6、7这3个点作轴线复核用, 每隔5层进行1次轴线复核。如图2所示。
取m 仪==m 外=m =±2187mm
(即取6m ) 。
计算结果为m 投=±6142mm 。
我们的测量方法是投测4个象限的点, 然后连线取交叉处的点为下方基点在本层楼面的正式投点。此方法相当于对正式投点进行了4次观测, 可提高测量精度, 投点测量观测值算术平均值的中误差为:
M 投=
m 投=
=±3121mm
由于下、中、上3个测量区段的距离相差不大, 且测量精度大致相同, 所以统一以下区段的M 投来计算整个塔楼的测量精度。按误差的传播定律得整个测量过程投点测量观测值算术平均值的中误差为:
M 总投=×M 投=×(±3121) =±516mm
所以用这种全自动激光垂准仪, 运用上述测量方法所得出的测量结果可以满足施工要求。
2 测量控制网的建立
由于维多利广场塔楼高达22212m , 施工场地狭窄, 四周是繁华的商业区, 客观条件对建立外控投测和交会存在较大困难。故根据维多利广场的地理环境, 采用内控法控制建筑物的垂直度, 即在建筑物内建立控制网, 在组成控制网的控制点上进行竖向投测, 将控制网传递至任一楼层, 对建筑物进行垂直度控制和施工放样。此法优点是施工测量在建筑物内进行, 不受场地大小制约, 外界影响因素减少, 充分发挥全自动激光垂准仪的优势, 垂直度控制和施工放样的精度都可以得到提高。
所布设的控制点与整幢大楼的测量基准点进行联测, 测量结果进行严密平差, 计算点位坐标, 并与设计
图2 维多利广场塔楼工程轴线控制网平面布置示意
3 结语
1) 测量速度快 由于全自动激光垂准仪是自动安
平、且范围大、精度高, 所以只要调平圆水准泡即可; 没有望远镜筒, 不需要人工对光, 激光直接投射; 上方楼层记点方便, 不需要反复调整, 所以由摆脚架开始到完成投点作业的整个投测过程可在10m in 内完成。
2) 测量精度高 由于我们改进了仪器调校的方
法, 对仪器进行了精密的调校, 测量精度处于最佳状态。在实际测量中, 我们跟踪测量了仪器向上投点时
(下转第89页)
2006N o. 10王 鹏等:混凝土收缩引起叠合面应力的仿真计算89
是否开裂, 即以当龄期混凝土抗拉或抗剪强度标准值
τ作为开裂预警值, σtmax 、max 两者之一达到预警值, 叠合面混凝土开裂。
图3 仿真计算模型
3 工程实例验算
加而减小, 与文献[1]研究结果一致; τt 、h 2的max 随l 、τ增加而增大, 随h 1增加而减小; σtmax 、max 均随混凝土强度等级的提高而增大; 当l ≥610m 或h 1≥112m 时, 叠合面上的应力计算值趋于一定值。
τ经拟合得出叠合面σtmax 、max (MPa ) 的计算公式, 其拟合常数如表3所示。
σtmax
τmax
按式(7) 验算一已建成的混凝土叠合楼盖(未裂) , 和一个二次浇筑混凝土时间间隔为一个月的设备基础
(已开裂) , 计算结果与观察和超声波检测结果一致; 验
算一桥面维修工程(局部开裂) , 计算结果为不裂, 经查, 叠合面局部开裂是由于基层未清理干净。
4 结论
,
(7)
=a +bl +ch 1+dh 2+et
, 得出的叠合面混, :
]朱伯芳. 大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国
式中:l 取构件2个方向尺寸较大值(m ) ,210m 610m , 当l >610m 时, 取l =610m ; h 度(m ) , 当h 1>112m , h 1=12m h 2≤014
m ;0
a
b
c
d
e
电力出版社,1999.
[2] 中华人民共和国建设部. G B5001022002混凝土结构设计规范
[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[3] 王铁梦. 工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,
1997.
[4] 郝文化. ANSY S 土木工程应用实例[M].北京:中国水利水电出
C20C30C40
σtmax
τmax σtmax τmax σtmax τ01592
[***********][***********]102701380-----01578-[***********][1**********]0-[***********][1**********]7-3133201087相关系数r [***********]2001941版社,2005.
[5] 赵志方, 周厚贵, 袁群, 等. 新老混凝土粘结机理研究与工程应
用[M].北京:中国水利水电出版社,2003.
[6] 黄国兴, 惠荣炎. 混凝土的收缩[M].北京:中国铁道出版社,
1990.
在正常施工条件下, 可根据式(7) 预测后浇混凝土
(上接第86页)
仪器的激光光斑始终保持清晰明亮, 提高上方测量人员对光斑中心的判断能力, 减少误差。
外界因素影响主要是光线的影响、楼板的震动和大楼的摇晃。
强烈的阳光照射会降低仪器激光光斑与周围环境的反差, 影响上方测量人员对光斑中心的判断能力, 减少了仪器的有效测量距离。为减少光线对仪器投测精度的影响, 我们把测量工作安排在阴天或清晨, 大大提高了激光光斑与周围环境的反差和清晰度。
由于全自动激光垂准仪是自动安平的, 其对楼板的震动反应非常敏感, 所以为了减少仪器的震动, 仪器设站的地方要远离震源。在仪器测量过程中, 测站附近容易引起楼板震动的施工活动要暂时停止。
我们把使用全自动激光垂准仪进行投点测量的工作安排在无风或微风的清晨进行, 减少大风的影响, 同时避开上班时段的各种干扰, 提高了测量的精度。
参考文献:
[1] 中国建筑科学研究院. J G J322002高层建筑混凝土结构技术规
激光核心光斑的4个中点所形成的轨迹圆的半径, 测得最大半径为投测24层时的半径, 数值为213mm , 测量距离为5912m 。数据按上述计算公式计算后, 得出的结果是该仪器向上投点的偏角中误差实际为±8″; 投点测量观测值的中误差m 投为±5114mm ; 投点测量观测值算术平均值的中误差M 投为±2157mm ; 整个测量过程投点测量观测值算术平均值的中误差M 总投为±415mm , 即整个塔楼工程的垂直度控制在±5mm 的范围之内。用全自动激光垂准仪按上述测量方法投测的控制点连线后, 用D J2级电子经纬仪复核其内角, 用
50m 钢尺用精密量距的方法复核其边长, 均满足《工程
测量规范》G B50026293和《高层建筑混凝土结构技术规程》J G J322002的要求, 无需改正, 可见垂直度控制测量达到了很高的精度。
3) 提高测量精度的方法 实际测量中, 我们发现
影响垂直度控制测量精度的最大因素是仪器本身的投点精度和外界因素。
仪器本身的投点精度可通过上述的仪器调校方法使仪器达到最佳状态, 同时确定测量段的合理长度, 使
程[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2] 中国有色金属总公司. G B50026293工程测量规范[S].北京:中
国计划出版社,2001.
84
施 工 技 术
C ONSTRUCTI ON TECH NO LOGY 2006年10月第35卷 第10期
全自动激光垂准仪在超高层建筑施工中的应用
谢永超
(广州市第二建筑工程有限公司, 广东广州 510045)
[摘要]广州市维多利广场超高层塔楼结构施工中, 采用全自动激光垂准仪进行控制轴线的垂直投测工作。在测量
过程中, 对仪器进行了精密的调校, 优化了测量方法, 建立了高精度的测量控制网, 最终使整个塔楼的垂直度偏差
[关键词]全自动激光垂准仪; 核心光斑; 精度估算; 测量[中图分类号]T U974;T U19812
[文献标识码]A []() 2203
Application of Full Machine
XIE Y ong 2chao
(Di &Engineering Co . , Ltd . , Guangzhou , Guangdong 510045, China )
Abstract :Duringthe construction of G uangzhou Weiduoli Plaza super 2tall tower , full automatic laser verticality machine is used to control verticality measurement. By precisely adjusting the machine and optimizing the measurement method , engineers set a high precision measurement control net. At last , the deviation of verticality is below 5mm. The construction effect is g ood.
K ey w ords :fullautomatic laser verticality machine ; core light spot ; precision estimation ; measure 维多利广场地处广州市天河路与体育西路交叉口,6层裙楼已开张营业, 裙楼面标高为2912m ,2栋塔楼。其中A 栋52层, 约6万m 2, 标准层高317m , 总高度为22212m , 屋面标高20218m , 与裙楼屋面高差
17316m ;B 栋36层, 约3万m 2, 标准层高316m , 总高度
的夹角向外发散的, 其核心光斑的面积随着投点距离的增加而增大, 清晰度也逐渐下降, 边缘也逐渐由锐利变为模糊, 这些现象在白天更为明显。由于投点时, 标记光斑的中心点是靠施工人员肉眼观测, 手工操作, 因此光斑的尺寸越大, 清晰度越低, 引起的测量误差就越大, 所以必须测定出激光光斑直径与测量距离的关系。
11212 测定激光光斑直径与测量距离关系的方法
为14516m , 屋面标高14011m , 与裙楼屋面高差11019m 。塔楼的垂直度控制采用内控法。由于塔楼的相对高差比较大, 所以对垂准仪的精度要求很高, 经过反复对比, 最后决定使用全自动激光垂准仪作为控制轴线向上投测的工具。
1 全自动激光垂准仪的使用111 技术指标
首先在100m 长的平整地面上按5m 一格分好, 将激光垂准仪置于0m 处, 对中整平后, 将检查和调整用五角棱镜安装在主机提手的圆孔上, 把激光光线折射到水平方向, 然后在每格处依次放置白纸板, 让光斑投射到白纸板上, 用笔将核心光斑的轮廓记录下来, 经过整理, 如表1所示。
在记录时发现, 当距离超过60m 后, 核心光斑的轮廓开始变得模糊, 光斑清晰度也开始下降, 因此, 为确保塔楼施工测量的精度, 把全自动激光垂准仪的测量距离规定为≤60m 。当测量距离大于这一限值时, 必须
采用苏州某公司出品的JC100全自动激光垂准仪, 其主要技术指标:①一测回垂准测量标准偏差 上出光±1mm Π100m , 下出光±1mm Π100m ; ②自动安平精度±1″; ③自动安平范围±3°; ④光源 激光二极管, 波长635nm 。
112 测量距离
11211 测定激光光斑直径与测量距离的关系
全自动激光垂准仪是通过激光管向外发射激光束而进行投点的, 激光束并非平行的, 而是呈一个非常小
[收稿日期]2006204205
) , 男, 广东广州人, 广州市第二建筑[作者简介]谢永超(1974—
工程有限公司工程师, 广州市黄华路中约外街1号601房 510050, 电话:[1**********]
2006N o. 10谢永超:全自动激光垂准仪在超高层建筑施工中的应用85
表1 激光束核心光斑直径变化记录
距离Π
m 510152025
投点工作包括下方测量人员的投点工作和上方测量人员的记点工作, 操作步骤如下:
1) 在上方要投点的楼层上, 上方测量人员预先把1
m
光斑光斑光斑光斑
距离Π距离Π距离Π
直径Π直径Π直径Π直径Π
mm [**************]
m
mm [**************]
m
mm [**************]
mm [**************]
3035404550
5560657075
[1**********]
块300mm ×300mm ×3mm 的透明有机玻璃板固定在楼板200mm ×200mm 的预留洞口上, 板中间200mm ×
200mm 的区域要记录激光光斑, 不能受阻隔。
2) 上方测量人员准备好后用对讲机通知下方测量
基点上的测量人员, 下方测量人员接通知后, 首先把全自动激光垂准仪的x 方向指针对准0°方向, 然后按下全自动激光垂准仪的上、, 选择上下同时出光, ) 在中途设置高精度的测站作转换之用, 分区段进行测量。结合维多利广场超高层塔楼结构施工的实际情况, 我们在A 塔楼的8、24、38层设置高精度的测站, 分为下、中、上3个测量区段, 其测量间距为:5912m (8～
24层) ;5218m (24～38层) ;5515m (38～52层屋顶) , 30s 。这过程会看到核心光, 然后逐渐稳定下来。当上方测量人, 用墨水笔把核心光斑的圆心标记在透明有机玻璃板上, 完成第1象限的投点记点工作。如图1所示。
自动激光垂准仪摆放在上述楼层, 层投点。
113 平, 种功能进行控制。
全自动激光垂准仪的调校必须按x 方向和y 方向分别进行调校, x 1和y 1方向互相垂直, x 2在x 1方向的
180°处, y 2在y 1方向的180°处。
图1 投点示意
在实际调整仪器时, 我们发现最好把仪器放在一个比较昏暗的环境中, 这样可使激光光斑看起来更加清晰
, 可提高调校的准确性, 同时用于调校的场地必须保持平稳, 远离震源。
114 使用过程11411 准备工作
4) 上方测量人员用对讲机通知下方测量基点上的
测量人员准备进行第2象限的投点工作, 下方测量人员接通知后, 慢慢顺时针转动全自动激光垂准仪, 把仪器的x 方向指针对准90°方向。由于仪器的激光发射的透镜组是悬挂的, 转动仪器时会引起透镜组的晃动, 所以上方测量人员会看到激光束的核心光斑由内向外呈渐开线运动, 然后又由外向内呈渐近线运动, 最后稳定在第2象限的某一点上。当上方测量人员确定核心光斑已经处于稳定状态时, 用墨水笔把核心光斑的圆心标记在透明有机玻璃板上, 完成第2象限的投点记点工作。如图1所示。
5) 用同样方法完成第3、4象限的投点记点工作。6) 上方测量人员把1和3、2和4象限的标记点连
准备工作包括全自动激光垂准仪的整平和对中, 操作步骤如下:
1) 调节三爪基座的脚螺旋, 使基座上的圆水准泡
居中。由于该仪器的自动安平范围是±3°, 所以只要仪器的圆水准泡居中即可满足要求。
2) 开动仪器的激光发射器, 将激光光斑向下投射
到地面上; 松开仪器与脚架的连接螺旋, 将仪器缓慢移动至地面测量基点的上方, 观察地面的激光光斑是否与测量基点重合, 反复调整, 直至激光光斑正好落在测量基点的中心为止; 由于全自动激光垂准仪的透镜组在移动仪器的过程中会出现晃动, 所以每次移动仪器后要静止10s , 待激光束的方向稳定后再行观测。
3) 观看圆水准泡是否居中, 仪器的自动安平指示
线, 两线交叉处的点5即为下方基点在本层楼面的正式投点。如图1所示。
115 精度估算
按《高层建筑混凝土结构技术规程》J G J322002规定:高层建筑结构施工轴线竖向投测允许偏差为层间偏差≤3mm , 总高H >150m 时轴线垂直度偏差≤H Π
1000且≤30mm 。在实际施工中, 由于超高层建筑物具
灯是否长亮。如果圆水准泡不居中, 仪器的自动安平指示灯闪动, 则要重复上述步骤直至仪器同时满足上述要求。
11412 投点工作
有工程量大, 层数多, 总体高度大, 结构施工工期长而后期施工工期短等特点, 所以主体结构施工到一定高度后, 就要与主体结构工程同步安装外墙面的玻璃幕
86 施工技术第35卷
墙。以施工的塔楼工程为例,2栋塔楼中A 栋在结构施工到38层时,30层以下即进行幕墙施工;B 栋在结构施工到30层时,24层以下即进行幕墙施工。要保证幕墙顺利接通, 就必须对主楼的垂直度进行更为严格的控制。由于测量有误差存在, 施工同样有误差存在, 为保证最终的实物质量满足要求, 我们把建筑物轴线垂直度偏差提高到≤H Π3000且≤10mm 。
投点用的JC100全自动激光垂准仪, 向上投点的偏角中误差不超过±10″, 按最大投测高度即5912m 为
1个投测点段估算:
m 投=
坐标比较改化。改化之后再次进行检测, 按《工程测量规范》G B50026293规定, 要求控制网的测距相对中误差
化, 直至满足要求。一般情况下, 这种改化只需进行2次, 因垂直度控制测量的精度要求较高, 为此, 基准点处预埋10cm ×10cm 钢板, 用钢针刻划十字线定点, 线宽012mm , 并在交点上打样冲眼, 以便长期保存, 所布设的平面控制网应定期进行复测、校核。根据垂直度控制测量的要求, 控制轴线网布置在第8层并以其作为下区测量平台, 24层的中区测量38, 减少测量区段的高度, , 楼板必须在测上方留设预留洞, 尺寸为200mm ×
200mm , 此洞必须由测量控制基点一直通到每个测量
±10×5912×1000
206265
=±2187mm
投点测量观测值的中误差由仪器误差m 仪、对中误差m 对、自动安平误差m 平、记点误差m 记及响误差m 外确定:
m 投=m 仪+m 2
2
2
2
区段的顶层。每层楼板预留7个预留洞, 平时进行轴线投测时, 只需在控制点1、2、3、4中选3个点向上投点即可, 为减少累积误差, 这4个点可按123、234、341、412等组合进行轮流投点。
5、6、7这3个点作轴线复核用, 每隔5层进行1次轴线复核。如图2所示。
取m 仪==m 外=m =±2187mm
(即取6m ) 。
计算结果为m 投=±6142mm 。
我们的测量方法是投测4个象限的点, 然后连线取交叉处的点为下方基点在本层楼面的正式投点。此方法相当于对正式投点进行了4次观测, 可提高测量精度, 投点测量观测值算术平均值的中误差为:
M 投=
m 投=
=±3121mm
由于下、中、上3个测量区段的距离相差不大, 且测量精度大致相同, 所以统一以下区段的M 投来计算整个塔楼的测量精度。按误差的传播定律得整个测量过程投点测量观测值算术平均值的中误差为:
M 总投=×M 投=×(±3121) =±516mm
所以用这种全自动激光垂准仪, 运用上述测量方法所得出的测量结果可以满足施工要求。
2 测量控制网的建立
由于维多利广场塔楼高达22212m , 施工场地狭窄, 四周是繁华的商业区, 客观条件对建立外控投测和交会存在较大困难。故根据维多利广场的地理环境, 采用内控法控制建筑物的垂直度, 即在建筑物内建立控制网, 在组成控制网的控制点上进行竖向投测, 将控制网传递至任一楼层, 对建筑物进行垂直度控制和施工放样。此法优点是施工测量在建筑物内进行, 不受场地大小制约, 外界影响因素减少, 充分发挥全自动激光垂准仪的优势, 垂直度控制和施工放样的精度都可以得到提高。
所布设的控制点与整幢大楼的测量基准点进行联测, 测量结果进行严密平差, 计算点位坐标, 并与设计
图2 维多利广场塔楼工程轴线控制网平面布置示意
3 结语
1) 测量速度快 由于全自动激光垂准仪是自动安
平、且范围大、精度高, 所以只要调平圆水准泡即可; 没有望远镜筒, 不需要人工对光, 激光直接投射; 上方楼层记点方便, 不需要反复调整, 所以由摆脚架开始到完成投点作业的整个投测过程可在10m in 内完成。
2) 测量精度高 由于我们改进了仪器调校的方
法, 对仪器进行了精密的调校, 测量精度处于最佳状态。在实际测量中, 我们跟踪测量了仪器向上投点时
(下转第89页)
2006N o. 10王 鹏等:混凝土收缩引起叠合面应力的仿真计算89
是否开裂, 即以当龄期混凝土抗拉或抗剪强度标准值
τ作为开裂预警值, σtmax 、max 两者之一达到预警值, 叠合面混凝土开裂。
图3 仿真计算模型
3 工程实例验算
加而减小, 与文献[1]研究结果一致; τt 、h 2的max 随l 、τ增加而增大, 随h 1增加而减小; σtmax 、max 均随混凝土强度等级的提高而增大; 当l ≥610m 或h 1≥112m 时, 叠合面上的应力计算值趋于一定值。
τ经拟合得出叠合面σtmax 、max (MPa ) 的计算公式, 其拟合常数如表3所示。
σtmax
τmax
按式(7) 验算一已建成的混凝土叠合楼盖(未裂) , 和一个二次浇筑混凝土时间间隔为一个月的设备基础
(已开裂) , 计算结果与观察和超声波检测结果一致; 验
算一桥面维修工程(局部开裂) , 计算结果为不裂, 经查, 叠合面局部开裂是由于基层未清理干净。
4 结论
,
(7)
=a +bl +ch 1+dh 2+et
, 得出的叠合面混, :
]朱伯芳. 大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国
式中:l 取构件2个方向尺寸较大值(m ) ,210m 610m , 当l >610m 时, 取l =610m ; h 度(m ) , 当h 1>112m , h 1=12m h 2≤014
m ;0
a
b
c
d
e
电力出版社,1999.
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σtmax
τmax σtmax τmax σtmax τ01592
[***********][***********]102701380-----01578-[***********][1**********]0-[***********][1**********]7-3133201087相关系数r [***********]2001941版社,2005.
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在正常施工条件下, 可根据式(7) 预测后浇混凝土
(上接第86页)
仪器的激光光斑始终保持清晰明亮, 提高上方测量人员对光斑中心的判断能力, 减少误差。
外界因素影响主要是光线的影响、楼板的震动和大楼的摇晃。
强烈的阳光照射会降低仪器激光光斑与周围环境的反差, 影响上方测量人员对光斑中心的判断能力, 减少了仪器的有效测量距离。为减少光线对仪器投测精度的影响, 我们把测量工作安排在阴天或清晨, 大大提高了激光光斑与周围环境的反差和清晰度。
由于全自动激光垂准仪是自动安平的, 其对楼板的震动反应非常敏感, 所以为了减少仪器的震动, 仪器设站的地方要远离震源。在仪器测量过程中, 测站附近容易引起楼板震动的施工活动要暂时停止。
我们把使用全自动激光垂准仪进行投点测量的工作安排在无风或微风的清晨进行, 减少大风的影响, 同时避开上班时段的各种干扰, 提高了测量的精度。
参考文献:
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激光核心光斑的4个中点所形成的轨迹圆的半径, 测得最大半径为投测24层时的半径, 数值为213mm , 测量距离为5912m 。数据按上述计算公式计算后, 得出的结果是该仪器向上投点的偏角中误差实际为±8″; 投点测量观测值的中误差m 投为±5114mm ; 投点测量观测值算术平均值的中误差M 投为±2157mm ; 整个测量过程投点测量观测值算术平均值的中误差M 总投为±415mm , 即整个塔楼工程的垂直度控制在±5mm 的范围之内。用全自动激光垂准仪按上述测量方法投测的控制点连线后, 用D J2级电子经纬仪复核其内角, 用
50m 钢尺用精密量距的方法复核其边长, 均满足《工程
测量规范》G B50026293和《高层建筑混凝土结构技术规程》J G J322002的要求, 无需改正, 可见垂直度控制测量达到了很高的精度。
3) 提高测量精度的方法 实际测量中, 我们发现
影响垂直度控制测量精度的最大因素是仪器本身的投点精度和外界因素。
仪器本身的投点精度可通过上述的仪器调校方法使仪器达到最佳状态, 同时确定测量段的合理长度, 使
程[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2] 中国有色金属总公司. G B50026293工程测量规范[S].北京:中
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