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        淺談?wù)w提模施工的定位控制技術(shù)

        2010-08-26 08:10:08劉志明湖南省鴻騰建設(shè)工程有限公司湖南永州425006
        中國建材科技 2010年3期
        關(guān)鍵詞:選點(diǎn)檢核外業(yè)

        劉志明(湖南省鴻騰建設(shè)工程有限公司,湖南 永州 425006)

        整體提模施工的操作鋼平臺表面寬敞便于儀器進(jìn)行作業(yè),對核心筒剪力墻的控制采用豎向投影測量控制基準(zhǔn)點(diǎn)至鋼平臺頂面,在已安裝的對中鋼架上面架設(shè)全站儀,采用坐標(biāo)法放樣剪力墻邊線控制點(diǎn),然后采用手持激光給向儀,以剪力墻邊線控制點(diǎn)做豎向向下投測到鋼模板上口來控制鋼模板安裝定位。

        由于測量放樣利用鋼平臺進(jìn)行中轉(zhuǎn),而整個(gè)提模系統(tǒng)沒有很有效的側(cè)向約束,因此整體提模施工的垂直度控制對于施工質(zhì)量至關(guān)重要。

        1 整體提模施工的垂直度觀測

        整體提模施工的垂直度觀測可利用激光鉛直儀進(jìn)行,一般采用激光導(dǎo)向法。

        ①具體方法:可在建筑物的外側(cè)轉(zhuǎn)角處,分別設(shè)置固定的測點(diǎn)。 在模板提升之前,在操作平臺對應(yīng)地面的部位,設(shè)置激光接收靶,接收靶的原點(diǎn)位置與激光鉛直儀的垂直光斑重合。在施工中每提升一次至少觀測兩次。

        ②具體做法:在測點(diǎn)水平鋼板上安放激光鉛直儀,儀器校平正并轉(zhuǎn)動一周,消除儀器本身的誤差。然后,以儀器射出的激光束打在接收靶上的光斑中心為基準(zhǔn)位置,記錄在平面圖上。 與接收靶原點(diǎn)位置對比,即可得到改點(diǎn)的位移。

        2 整體提模施工的水平位移監(jiān)測

        水平位移監(jiān)測的任務(wù)是測定整體提模系統(tǒng)在平面位置上隨時(shí)間變化的移動量。根據(jù)建筑物的形狀和大小,布設(shè)各種形式的控制網(wǎng)進(jìn)行觀測。

        水平位移的監(jiān)測方法較多。 主要有基準(zhǔn)線法、前方交會法、后方交會法。 當(dāng)測定某個(gè)特定方向的位移量時(shí),常用基準(zhǔn)線法,當(dāng)測定兩個(gè)方向的位移量時(shí),常用前方交會法或后方交會法。

        3 GPS 測量控制

        GPS 技術(shù)作為一種全新的測量定位手段,在工程測量中已逐步得到使用,其技術(shù)的先進(jìn)性、優(yōu)越性已為眾多的工程技術(shù)人員所認(rèn)同。 GPS 定位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在不存在誤差積累,精度高、速度快,全天候,無需通視,點(diǎn)位不受限制,并可同時(shí)提供平面和高程的三維位置信息。

        ①GPS的簡介

        圖1 同步圖形

        GPS(Global Positioning System)即全球定位系統(tǒng),是美國從本世紀(jì)70年代開始研制,歷時(shí)20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。

        ②GPS 測量的設(shè)計(jì)與實(shí)施

        GPS 測量的外業(yè)工作主要包括選點(diǎn)、建立觀測標(biāo)志、野外觀測以及成果質(zhì)量檢核等;內(nèi)業(yè)工作主要包括GPS 測量的技術(shù)設(shè)計(jì)、測后數(shù)據(jù)處理以及技術(shù)總結(jié)等。

        如果按照GPS 測量實(shí)施的工作程序,則可分為技術(shù)設(shè)計(jì)、選點(diǎn)與建立標(biāo)志、外業(yè)觀測、成果檢核與處理等階段。

        1)GPS 網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)

        GPS 網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。 這項(xiàng)工作應(yīng)根據(jù)網(wǎng)的用途和用戶的要求來進(jìn)行,其主要內(nèi)容包括精度指標(biāo)的確定和網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)等。

        ①GPS 測量的精度指標(biāo)

        GPS 網(wǎng)的精度指標(biāo),通常是以網(wǎng)中相鄰點(diǎn)之間的距離誤差來表示,其具體形式為:

        式中:σ—網(wǎng)中相鄰點(diǎn)間的距離中誤差(mm);

        a—固定誤差(mm);

        b—比例誤差(ppm);

        D—相鄰點(diǎn)間的距離(mm)。

        精度指標(biāo)的確定取決于網(wǎng)的用途,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)用戶的實(shí)際需要和可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備條件,恰當(dāng)?shù)卮_定GPS 網(wǎng)的精度等級。

        ②網(wǎng)形設(shè)計(jì)

        GPS 網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)就是根據(jù)用戶要求,確定具體的布網(wǎng)觀測方案,其核心是如何高質(zhì)量低成本地完成既定的測量任務(wù)。 通常在進(jìn)行GPS 網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí),必須顧及測站選址、衛(wèi)星選擇、儀器設(shè)備裝置與后勤交通保障等因素。 當(dāng)網(wǎng)點(diǎn)位置、接收機(jī)數(shù)量確定以后,網(wǎng)的設(shè)計(jì)就主要體現(xiàn)在觀測時(shí)間的確定、網(wǎng)形構(gòu)造及各點(diǎn)設(shè)站觀測的次數(shù)等方面。

        一般GPS 網(wǎng)應(yīng)根據(jù)同一時(shí)間段內(nèi)觀測的基線邊,即同步觀測邊構(gòu)成閉合圖形(稱同步環(huán)),如圖1 所示,例如三角形(需三臺接收機(jī),同步觀測三條邊,其中兩條是獨(dú)立邊)、四邊形或多邊形等,以增加檢核條件,提高網(wǎng)的可靠性;然后,可按點(diǎn)連式、邊連式和網(wǎng)連式這3 種基本構(gòu)網(wǎng)方法,將各種獨(dú)立的同步環(huán)有機(jī)地連接成一個(gè)整體。關(guān)于各點(diǎn)觀測次數(shù)的確定,通常應(yīng)遵循“網(wǎng)中每點(diǎn)必須至少獨(dú)立設(shè)站觀測兩次”的基本原則。應(yīng)當(dāng)指出,布網(wǎng)方案不是唯一的,工作中可根據(jù)實(shí)際情況靈活布網(wǎng)。

        圖2 靜態(tài)定位

        圖3 GPS 測量數(shù)據(jù)處理的基本流程圖

        2)選點(diǎn)與建立標(biāo)志

        由于GPS 測量觀測站之間不要求通視,而且網(wǎng)形結(jié)構(gòu)靈活,故選點(diǎn)工作遠(yuǎn)較常規(guī)大地測量簡便,并且省去了建立高標(biāo)的費(fèi)用,降低了成本。 但GPS 測量又有其自身的特點(diǎn),因此選點(diǎn)時(shí),應(yīng)滿足以下要求:點(diǎn)位應(yīng)選在交通方便,易于安置接收設(shè)備的地方,且視野開闊,以便于同常規(guī)地面控制網(wǎng)的聯(lián)測;GPS 點(diǎn)應(yīng)避開對電磁波接收有強(qiáng)烈吸收、反射等干擾影響的金屬和其他障礙物體。點(diǎn)位選定后,應(yīng)按要求埋置標(biāo)石,以便保存。 最后,應(yīng)繪制點(diǎn)之記、測站環(huán)視圖和GPS 網(wǎng)選點(diǎn)圖,作為提交的選點(diǎn)技術(shù)資料。

        3)外業(yè)觀測

        外業(yè)觀測是指利用GPS 接收機(jī)采集來自GPS衛(wèi)星的電磁波信號,其作業(yè)過程大致可分為天線安置、接收機(jī)操作和觀測紀(jì)錄。 外業(yè)觀測應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)所擬定的觀測計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施,只有這樣,才能協(xié)調(diào)好外業(yè)觀測的進(jìn)程,提高工作效率,保證測量成果的精度。 為了順利地完成觀測任務(wù),在外業(yè)觀測之前,還必須對所選定的接收設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。

        天線的妥善安置是實(shí)現(xiàn)精密定位的重要條件之一,其具體內(nèi)容包括:對中、整平、定向并量取天線高。

        4)GPS 作業(yè)模式

        GPS 測量模式可分為靜態(tài)測量和動態(tài)測量兩種模式,而靜態(tài)測量模式又分為常規(guī)靜態(tài)測量模式和快速靜態(tài)測量模式,實(shí)時(shí)動態(tài)測量模式分DGPS和RTK 方式,其中GPS 靜態(tài)測量和RTK 方式應(yīng)用最為廣泛。

        ①GPS 靜態(tài)定位

        常規(guī)靜態(tài)測量是采用兩臺 (或兩臺以上)GPS接收機(jī),分別安置在一條或數(shù)條基線的兩端,同步觀測4 顆以上衛(wèi)星,每時(shí)段長45 分鐘至2 小時(shí)或更多。 基線的定位精度可達(dá)5mm+1ppm.D。 所有已觀測基線應(yīng)組成一系列的封閉圖形,如圖2,以利于外業(yè)檢核,提高成果的可靠度,并且可以通過平差,有助于進(jìn)一步提高定位精度。

        快速靜態(tài)測量是在測區(qū)中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站,并安置一臺接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星,另一臺接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動設(shè)站,每點(diǎn)觀測數(shù)分鐘。在觀測時(shí)段內(nèi)應(yīng)確保有5 顆以上衛(wèi)星可供觀測,流動點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距應(yīng)不超過20km。 流動站相對于基準(zhǔn)站的基線中誤差為5mm+1ppm·D。

        ②實(shí)時(shí)動態(tài)(RTK)測量

        實(shí)時(shí)動態(tài)(Real Time Kinematic,簡稱RTK)測量技術(shù),是以載波相位觀測量為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS 測量技術(shù),它是GPS 測量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)新突破。 實(shí)時(shí)動態(tài)測量的基本思想是:在基準(zhǔn)站上安置一臺GPS 接收機(jī),對所有可見GPS 衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測,并將其觀測數(shù)據(jù),通過無線電傳輸設(shè)備,接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù),然后根據(jù)相對定位的原理,實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。

        5)成果檢核與數(shù)據(jù)處理

        觀測成果的外業(yè)檢核是確保外業(yè)觀測質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)預(yù)期定位精度的重要環(huán)節(jié)。 所以,當(dāng)觀測任務(wù)結(jié)束后,必須在測區(qū)及時(shí)對外業(yè)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的檢核,并根據(jù)情況采取淘汰或必要的重測、補(bǔ)測措施。

        GPS 測量數(shù)據(jù)處理的基本步驟可劃分如下:數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)定位、數(shù)據(jù)的粗加工、數(shù)據(jù)的預(yù)處理、基線向量解算、平差計(jì)算以及GPS 成果或地面網(wǎng)成果的聯(lián)合處理,數(shù)據(jù)處理的基本流程如圖3 所示。

        4 整體提模施工的糾偏糾扭

        1)整體提模施工變扭產(chǎn)生原因

        ①施工操作平臺上荷載不均;

        ②千斤頂頂升不同步,頂升方向不垂直;

        ③各層控制軸線豎向投測誤差和模板安裝垂直度偏差;

        2)整體提模施工糾偏糾扭方法

        ①平臺傾斜法

        平臺傾斜法又可稱作調(diào)整高差法,其原理是:當(dāng)建筑物出現(xiàn)某側(cè)位移的垂直偏差時(shí),操作平臺的同一側(cè),一般會出現(xiàn)負(fù)水平偏差。據(jù)此,可以在建筑物的向某側(cè)傾斜是,將該側(cè)的千斤頂定高,使該側(cè)的操作平臺高于其他部位,產(chǎn)生正水平偏差,然后,再將整個(gè)操作平臺滑升一段高度,其垂直度即可得到糾正。 對于千斤頂需要的高差,可通過整體提模系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)定。

        ②千斤頂墊鐵法

        千斤頂墊鐵法是將千斤頂?shù)鬃缕品较虻囊粋?cè)墊高,使千斤頂同支承桿偏離偏移方向,滑升時(shí)千斤頂帶動平臺模板系統(tǒng)作定向滑升,從而達(dá)到糾偏、糾扭的目的。

        ③外力法

        當(dāng)建筑物出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)偏差時(shí),可沿扭轉(zhuǎn)的反方向施加外力,使平臺在滑升過程中,逐漸向回扭轉(zhuǎn),直至達(dá)到要求為止。

        5 結(jié)語

        整體提模施工技術(shù)是近期發(fā)展起來的針對高層混凝土核心筒結(jié)構(gòu)施工的新技術(shù),它具有綜合大鋼模和爬模的共同優(yōu)點(diǎn),采用整體提模施工相對于爬模施工和大鋼模施工具有靈活方便,結(jié)構(gòu)形式適應(yīng)性強(qiáng),過程控制簡潔,工期快的特點(diǎn),尤其對于豎向結(jié)構(gòu)變化復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系,提模系統(tǒng)具有更強(qiáng)的適用性。

        [1]楊嗣信.建筑工程模板施工技術(shù)手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社2004,12.

        [2]趙志縉等.建筑施工手冊(第四版縮印本)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003,9.

        [3]毛風(fēng)林,甘振偉.滑升模板[M],北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.

        [4]郝銀泉,王振明.鋼筋混凝土圓筒倉液壓滑升模板施工技術(shù)總結(jié)[J].包鋼科技,2002.04.

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