■趙澄峰，高建國(guó)，陸國(guó)華，湯 津 ■江蘇金土木建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇 蘇州 215500

1 工程概況

常熟市體育中心體育館二期工程是一座綜合性多功能的體育設(shè)施，是常熟市2010年重點(diǎn)建設(shè)工程項(xiàng)目之一。由上海同濟(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)院進(jìn)行施工圖的設(shè)計(jì)。整個(gè)體育館的外型由圓滑流暢的圓弧曲線相切連接而成，總體來看，整個(gè)建筑物像一只蝸牛殼。體育館由鋼筋混凝土+鋼結(jié)構(gòu)、地下一層、地上三層，最大跨度41m，檐高30.7m，建筑總面積32249㎡(其中地下一層面積5359㎡)，空間造型復(fù)雜，施工測(cè)量放樣精度要求高。

2 軸線特點(diǎn)

整個(gè)體育館因?yàn)閳?chǎng)地的局限性的控制軸線主要分為基礎(chǔ)和主體，四內(nèi)四外加圓心作為控制點(diǎn)，建筑物外場(chǎng)原始的控制點(diǎn)TY01∶x=3504123.422，y=502450.851;TY02(施工坐標(biāo) x=62.511，y=243.51):A1=3504219.678，B1=502499.820;TY03(施工坐標(biāo) A2=146.192，B2=371.451):A3=3504132.060，B3=502825.100。建筑物的平面外圈為互相相切的四個(gè)正圓弧和一個(gè)非對(duì)稱反圓弧相接而成，以TYO3為圓心，四個(gè)半徑為45.2m、54.783m、58.903m、68.982m的對(duì)稱正圓弧，半徑為45.2m～68.982m的4條圓弧形軸線相交控制的。這些圓弧軸線的圓心，1-4軸橢圓中心控制點(diǎn)達(dá)6個(gè)之多，并且圓心位置不重疊，半徑大小不一，多點(diǎn)控制。總體來看，整個(gè)場(chǎng)館結(jié)構(gòu)由輻射軸線和圓弧軸線控制，軸線平面看象一只哨子型。比起傳統(tǒng)的四方建筑物，軸線錯(cuò)綜復(fù)雜，精確要求高，復(fù)核困難，極具特色，是一座多圓心不規(guī)則蝸牛狀建筑物。

3 測(cè)量難點(diǎn)

根據(jù)本工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及施工程序的安排，南北向建筑物長(zhǎng)度達(dá)148.5米，現(xiàn)將本工程以12軸線為界，劃分為南、北二個(gè)施工段，在主體結(jié)構(gòu)施工期間，施工段間采用平行流水作業(yè)施工，這種施工安排既能保證工期，又能合理分配資源。但同一結(jié)構(gòu)層中分區(qū)段需多次測(cè)量放樣，通視條件受到很大的影響。體育館以多層的正反圓弧相切連接而成，圓滑、流暢的正反圓弧是其獨(dú)有的特點(diǎn)。交接的圓弧曲線特多，軸線控制要求高，軸線稍有偏移，會(huì)造成結(jié)構(gòu)連接不流暢、起折，影響外部的整體效果。由于該工程空間造型復(fù)雜，軸線互相不平行，并且軸線成環(huán)狀閉合，軸線點(diǎn)不允許有過大的累積誤差，否則環(huán)形閉合就會(huì)超限，關(guān)系到整個(gè)場(chǎng)館的連接和鋼結(jié)構(gòu)安裝的成敗。

4 施工測(cè)量方法

4.1 相對(duì)直角坐標(biāo)系測(cè)量法

體育館的主軸線東西主要是以G軸為對(duì)稱軸，南北以12軸形成一個(gè)相對(duì)直角坐標(biāo)系統(tǒng)。以往方形建筑物通常選擇軸線平移借線的方法，在建筑物每層四個(gè)角位上選擇通視條件好的四點(diǎn)作控制，建立直角坐標(biāo)系統(tǒng)。四點(diǎn)連線作為建筑物外邊和內(nèi)部的軸線的借線，進(jìn)行軸線控制。而體育館工程施工中，由于結(jié)構(gòu)圓弧造型以及模板的投入，施工的先后順序，和中間為空層的鋼—砼結(jié)構(gòu)樓面后做等因素，因此控制點(diǎn)不能同一時(shí)間布設(shè)在同一層上，對(duì)測(cè)量的整體控制增加不少難度，另外，由于地下室軸線控制的剪力墻和外環(huán)軸線控制的弧形剪力墻阻擋視線的影響，采用外部控制點(diǎn)測(cè)量放樣，通視條件受到很大影響。最終地下室采用了全站儀相對(duì)坐標(biāo)系測(cè)量法定位和平移測(cè)量法相結(jié)合的聯(lián)合測(cè)量方法來控制，地下室以外采用了全站儀相對(duì)坐標(biāo)系測(cè)量法和極坐標(biāo)法相結(jié)合的聯(lián)合測(cè)量控制方法。根據(jù)施工的進(jìn)展，為使測(cè)量控制點(diǎn)盡可能的接近施工區(qū)，根據(jù)工程的實(shí)際施工情況，在設(shè)置相對(duì)直角坐標(biāo)系中，布置了一定數(shù)量的次級(jí)控制點(diǎn)，使控制點(diǎn)能依次傳遞上各層。

4.2 控制網(wǎng)的布設(shè)

為了使用方便，保證施工過程中控制點(diǎn)不易被破壞掉，主場(chǎng)與館的整個(gè)控制網(wǎng)選擇了內(nèi)控法和外控法相結(jié)合的方法建立首級(jí)控制網(wǎng)，主控點(diǎn)布置在體育館外轉(zhuǎn)換為施工相對(duì)坐標(biāo)為1號(hào)點(diǎn)x=100.000，y=100.000;2號(hào)點(diǎn) x=189.000，y=100.000;3號(hào)點(diǎn) x=100.000，y=248.500軸;4號(hào)點(diǎn)x=189.000，y=248.500四個(gè)主控點(diǎn)建成的一個(gè)四方形軸線控制網(wǎng)，形成一個(gè)相對(duì)的直角坐標(biāo)系統(tǒng)。這四個(gè)主控點(diǎn)按四等導(dǎo)線2”級(jí)儀器，6個(gè)測(cè)回?cái)?shù)，半測(cè)回歸零差8”，同一方向值各測(cè)回較差9”，進(jìn)行導(dǎo)線復(fù)測(cè)，精度符合要求后，采用全站儀坐標(biāo)測(cè)量法，測(cè)放出各圓心點(diǎn)等多個(gè)次級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行軸線控制。

4.3 坐標(biāo)系統(tǒng)

以1軸交A軸、1軸交D軸、18軸交A軸、18軸交D軸與原始控制點(diǎn)TY02、TY03建立一個(gè)施工坐標(biāo)系，把建筑物與原始控制點(diǎn)都設(shè)為第一象限，其中1軸交 A軸為中心點(diǎn)，設(shè)為施工坐標(biāo)x=100.000，y=100.000，那么這個(gè)施工坐標(biāo)系內(nèi)所有點(diǎn)位都是正值，這樣可以避免出現(xiàn)測(cè)量正負(fù)值計(jì)算錯(cuò)誤。

4.4 弧形軸線的弧長(zhǎng)拱高等分法

體育館中絕大部分的圓弧軸線半徑都很大，從45.2m～68.982m不等。由于半徑大，采用畫弧法不可行，如采用弦長(zhǎng)拱高等分法，既可復(fù)核夾角，又可復(fù)核弧形軸線的半徑，可加快弧形軸線的放樣速度。例如通過相對(duì)直角坐標(biāo)系測(cè)量法，測(cè)放的相臨兩根輻射軸線和圓弧軸線相交的特征點(diǎn)，可通過弦長(zhǎng)拱高等分法放出弧形軸線。假如弧形軸線的半徑為45.2m，則通過兩個(gè)軸線和弧形軸線R=45.2m相交特征點(diǎn)間的弦長(zhǎng)L0=8.16mm，可復(fù)核圓弧的夾角和圓弧半徑，采用弧形軸線弦長(zhǎng)拱高等分法，只需知道圓弧的半徑R，就可將圓弧上任意兩點(diǎn)連成弧線，弧線AB的弦長(zhǎng)L0，拱高為h0，半徑為R，則弦兩點(diǎn)的垂距即拱高h(yuǎn)0=R-√R2-(L0/2)2，可標(biāo)定AB弧的中點(diǎn)C點(diǎn)，按圓的微積分原理，繼續(xù)將弧AC和弧CB進(jìn)行逐次細(xì)分加密，最后讓拱高控制在1～2mm以內(nèi)，以短直線連接各等分點(diǎn)，就可得到平滑曲線，定出弧形軸線。(見圖1)。

圖1

其中:

R——圓弧軸線的曲率半徑，由設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁?/p>

α——待測(cè)放樣點(diǎn)M和圓心連線與理論方位的夾角，該角可通過自定義

β——偏角

4.5 圓形傾斜柱

斜柱的測(cè)量放線主要指模板的測(cè)設(shè)，模板測(cè)設(shè)采用全站儀、水準(zhǔn)儀和傳統(tǒng)的線錘相結(jié)合的控制辦法。在柱子鋼模板安裝前，用全站儀把圓形斜柱的X軸、Y軸方向軸線找出來，定出圓模下口位置，利用圖紙現(xiàn)有的層高及倒坡，計(jì)算出圓柱上口的投影面，以便支模完畢后復(fù)驗(yàn)，再利用線錘控制垂直度。

4.6 CAD繪圖軟件

拋開手工計(jì)算，采用極坐標(biāo)法，輔以計(jì)算機(jī)軟件CAD程序進(jìn)行角度和尺寸標(biāo)注，可以較少繁瑣的數(shù)學(xué)計(jì)算，其結(jié)果也很準(zhǔn)確，避免了人為計(jì)算錯(cuò)誤。在平面放線過程中，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件標(biāo)注的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)復(fù)核，確保放樣的結(jié)果與設(shè)計(jì)圖紙尺寸一致。根據(jù)提供的基點(diǎn)，將各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)都在圖紙上標(biāo)注出來。對(duì)于弧形梁，將每個(gè)弧梁的拱度都打出來，保證弧梁模板支設(shè)的正確性。

4.7 水平標(biāo)高測(cè)量

本工程±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高3.800m?，F(xiàn)場(chǎng)交水準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)TY03高程為+2.567m。體育館長(zhǎng)軸方向140米，短軸方向也有近100米，超出了水準(zhǔn)儀的準(zhǔn)確測(cè)量距離。而鋼筋砼框架標(biāo)高控制精度要求高，由于體育館面積大，不宜根據(jù)一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)全個(gè)場(chǎng)館進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)按設(shè)計(jì)后澆帶的位置在場(chǎng)館內(nèi)適當(dāng)位置定了四個(gè)高程控制點(diǎn)，以方便局部施測(cè)。設(shè)定的高程控制點(diǎn)經(jīng)過閉合測(cè)回，

4.8 儀器選用

測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)備:全站儀RTS630B一臺(tái);光學(xué)電子蘇一光經(jīng)緯儀(DJ2)一臺(tái);自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀(DS1)三臺(tái);50 m鋼卷尺3把;線錘兩個(gè)。以上測(cè)量?jī)x器均應(yīng)在施工前檢定合格，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

盡量減少因施工造成的誤差。

5 測(cè)量實(shí)施注意事項(xiàng)

由于本工程的施工測(cè)量精度要求較高，特別是屋面鋼結(jié)構(gòu)的埋件軸線點(diǎn)位偏差在1cm內(nèi)，在場(chǎng)地如此大、環(huán)境如此復(fù)雜的施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，要把軸線控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，非一般的儀器能達(dá)到，因此選擇先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器——全站儀和選用科學(xué)合理的測(cè)量方案，并嚴(yán)格按施工測(cè)量規(guī)范進(jìn)行施測(cè)很關(guān)鍵。對(duì)于工程空間造型復(fù)雜，軸線互不平行，但整體呈對(duì)稱分布的建筑物，如采用相對(duì)坐標(biāo)系方法進(jìn)行軸線的測(cè)量和復(fù)核，可大量減少絕對(duì)坐標(biāo)計(jì)算量，能更明了快捷、準(zhǔn)確地進(jìn)行軸線特征點(diǎn)的測(cè)量放樣。施測(cè)人員在投測(cè)時(shí)，必須對(duì)控制點(diǎn)和放樣點(diǎn)經(jīng)常復(fù)核，要注意對(duì)偏差及時(shí)進(jìn)行檢查糾正，以取得更好的測(cè)量效果。測(cè)量過程中要因地制宜，對(duì)于不同精度要求的部位，采用不同的施測(cè)放樣方法，以符合客觀實(shí)際要求，作到既可靠，又可行。

6 總結(jié)

近年來，測(cè)量新技術(shù)、新設(shè)備的不斷出現(xiàn)，給工程建設(shè)施工測(cè)量帶來了全新的工作模式，測(cè)量?jī)x器的使用逐漸精確，合理的選取測(cè)量方案，使工程建設(shè)步伐加快，質(zhì)量不斷提高，所以我們要不斷跟隨時(shí)代的腳步，了解先進(jìn)科技的產(chǎn)物，掌握它們的使用方法和科技原理，提高自己的運(yùn)用能力，為將來工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。