吳文發(fā) 胡家忠 李 壘 蔣奮清

(中建八局第二建設有限公司 山東 濟南 250022)

體育場大跨度多圓弧結構測量技術淺析

吳文發(fā) 胡家忠 李 壘 蔣奮清

(中建八局第二建設有限公司 山東 濟南 250022)

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，多圓弧結構越來越多，準確對弧形結構進行測設成為測量重點和難點。

多圓弧結構;大跨度;體育場;測量

一、引言

施工測量是建筑施工中的重要環(huán)節(jié)，服務于施工全過程。隨著建筑業(yè)日新月異的飛速發(fā)展，各種奇異獨特的構造設計，展繪出一幅幅巧奪天工的絕妙景觀?，F(xiàn)結合青島市民健身中心體育場多圓弧組合全弧形結構及不規(guī)則曲線的控制測量和定位放樣兩個方面進行分析，淺談大型體育場館從宏觀控制到微觀曲線定位放樣的測量技術要點。

二、工程概況

青島市市民健身中心體育場是一座橢圓多圓弧形建筑，為山東省第24屆省運會主賽場，本體育場共計四層，設觀眾席6萬座，占地面積36.5萬m2，建筑面積15.2萬m2，主體框架、少量框架剪力墻結構，屋面鋼椼架結構。本工程面積大、范圍廣、軸網(wǎng)復雜。體育場主體結構縱橫跨度長，長軸353.5m，短軸341.3m，高程變化大，軸線變化多，由8個圓心放射112條徑向軸線和7條不同半徑和曲率的環(huán)向軸線組成，外圍也有圓心分布，半徑各不相同，最大半徑2208.405m,縱環(huán)軸線交點為柱中心點，共有 1071個承臺基礎，柱形為長方形、圓形、異形且柱方向與縱向軸線一致，放線難度大，體育場看臺分為上下兩層，看臺高度從+2.75m至35.08m。

三、測量重點及技術要點

(一)測量重點

工程占地面積大，錯綜變化的標高以及橢圓型的主體結構對工程施工中的測量控制提出了較高的要求，鋼結構的吊裝量比較大，弧線測量放線多。精度要求高，軸線點位中誤差要求控制在3mm范圍內。平面控制網(wǎng)的測設，高程的傳遞，每個獨立柱的定向，鋼結構的定位等測量難度大，測量精度要求高，以至于工程在施工過程中和竣工后的沉降觀測都是測量工作的重點。因此測量工作是本工程的生命線，而平面控制測量的精度則是整個測量工作重中之重。

(二)技術要點

所有環(huán)向軸線全為曲線，獨立柱全為方形和長方形柱，必須保證每個曲線上柱的 朝向與縱向軸線一致。多圓心形成的曲線間距不一，獨立柱定向放樣點位多，地下部分全在拉梁 上定點，側向借線法使用頻繁，平面量距精度要高。

圖3.1 體育場多圓弧形示意圖

圖4.1 場區(qū)平面控制網(wǎng)布置圖

四、平面控制網(wǎng)的測設

遵循“先整體后局部，先控制后碎部，高精度控制低精度”的原則，本工程分為三級控制，控制網(wǎng)布置見表4.1。

表4.1 場區(qū)三級控制網(wǎng)布置

縱觀工程整體布局，一級平面控制網(wǎng)A1、A2、A3、A4以及火炬路上的控制點均為測繪院提供，對上述各點采用定期進行復核監(jiān)測；A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L各點布設成沿主體結構一圈的一條閉合導線，導線網(wǎng)中必須包含建筑物對稱中心即主點(長短軸交點)，閉合到測繪單位提供的一級控制點上。

五、高程控制網(wǎng)的建立

六、±0.000 以下基礎部分施工測量

獨立基礎定位點的選?。好總€獨立柱基需使用全站儀直角坐標放樣法獨立放樣，每個柱基不得少于兩個放樣點，縱向軸線向兩側各偏 1 米與橫軸線(過柱中心點與長軸垂直)相交的交點，通過坐標標注插件將點位坐標逐一標于電子版上(見圖6.1)。

圖6.1 基礎點位坐標標注

圖6.2 基礎軸線定位圖

圖6.3 梁邊線放樣示意圖

將圖形放大后再分區(qū)或分片打印成冊，供現(xiàn)場施測時方便使用。坐標標注時極易出現(xiàn)偏差，此項工作必須細致嚴謹，切不可馬虎。另外各環(huán)向軸線間距最好一同標于圖上，對后續(xù)放線非常有用。

因為是獨立基礎，由于土方開挖和基坑清理導致相互基礎間不能直接用鋼尺量距，也無法使用儀器投測直線，所以必須嚴格檢查各個基礎放樣點間距是否與圖紙尺寸一致。將各獨立柱基的兩個放樣點連線找出中點，分別以兩點為圓心以大于點到中點的距離為半徑，在直線兩側畫弧，將交點過中點連線形成柱軸線(附圖 a)，依據(jù)基礎圖和柱位圖放出柱邊線和基礎邊線。

檢查復核：用全站儀依據(jù)縱向柱間距或柱中心點坐標逐一檢查所放柱基中心，點位偏差 ≤2-3mm 時即為合格。

基礎弧形梁定位放線：其放樣方法與基礎定位不同，在墊層上或梁上定位弧梁軸線，依據(jù)柱中心的放樣點連線定中點量矢高，在柱中心點連線上取出中心點，由柱中連線的中心點向兩側每1m畫一個點，每個點到弧形軸線的矢高直接從電子版上獲取，量矢高值≤3mm時符合要求，否則重新畫點測量矢量高，將點連線即為弧梁軸線，依圖放出梁邊線，見圖6.3。

基礎高程測量：當土方開挖接近設計高度時，在每個獨立基坑內釘木樁，直接從鄰近的高程控制網(wǎng)點上引測高程至每個木樁上，測量出木樁高程以控制土方超挖和墊層標高。在柱基混凝土澆筑前，在其豎向鋼筋上抄測出基礎拉梁頂面 500mm 控制線用油漆標注。

七、±0.000 以上主體部分施工測量

平面放線主要是確定軸線位置和柱子方向，其方法同基礎放樣相同，所不同的是放樣控制點選取為將縱向長軸線向兩側各偏 1 米后與弧形軸線相交的交點，采用全站儀坐標放樣法定位控制軸線。同時在每柱的縱向軸線上放樣一個與柱心相距 1 米的控制點，與縱向按據(jù)圖紙幾何尺寸量距做校核，橫向相鄰軸線間距通過直接測量弦長檢查其偏差。當偏差≤±2-3mm即為合格，再測放出軸線、柱邊線、500mm 控制線。

由于基礎及主體結構施工階段的平面軸線定位主要采用全站儀坐標放樣法向待測面投測控制點，為保證測設的精度要求，每個流水段至少要投測 2-3個控制點。并與現(xiàn)場控制網(wǎng)做角度、距離 校核，經(jīng)校核無誤后，方可在該作業(yè)面上放出其它軸線控制線。為便于檢查上下層間同一軸線的偏差，每個施測面的控制線應做到上下一致，使用經(jīng)緯儀在結構的兩端頭進行檢查，每層偏差 ≤±2-3mm 即為合格，否則重新放樣。

作業(yè)面高程測量：當首層墻、柱拆模后及時抄測出建筑500mm線。層間標高傳遞：當結構施工高出±0.000m 以后，用鋼尺延柱身以首層建筑。50線為起點垂直向上量取結構層高加地面作法，作為二層建筑 50 線。用鋼尺傳遞標高時，每個施測面至少要從三處上傳遞，在作業(yè)面進行校核，點與點間誤差≤±2-3mm即為合格。

八、新技術的應用

(一)積極應用計算機網(wǎng)絡，利用網(wǎng)上學習和借鑒國內外體育場館工程建設中在測量方面資源，的成功經(jīng)驗。

(二)利用計算機把圖紙中的設計要素數(shù)字化，轉化為現(xiàn)場放樣坐標。

(三)建立數(shù)字工地，使技術和現(xiàn)場各種管理用數(shù)字、圖表說話，力爭使各項管理工作數(shù)字化。

九、結束語：

全站儀的普及使用對當前復雜的結構施工帶來了前所未有的快捷和方便，但在使用中要特別注意儀器的檢校和各項指標，放樣時要時刻關注“目標”常數(shù)，此鍵緊靠“測距”，按錯鍵而改變了常數(shù)儀器不會提示，而放樣出的點位偏差很大，而且很不易發(fā)現(xiàn)。另外儀器的補償功能超限也不影響儀器使用，但測距偏差大，測量結果也是錯誤的，所以儀器使用前要做測距校核，施測中要遵守操作規(guī)程，使用后要認真保養(yǎng)。

另外需要特別指出的是，由于體育場在施工過程中，障礙物不斷增加，測量放樣的視線經(jīng)常受阻，此時在使用全站儀放樣過程中會經(jīng)常采用后方交會法進行設站，而每次后方交會法設站結束后，拓普康全站儀的格網(wǎng)因子都會發(fā)生變化，有時數(shù)值≥1，有時數(shù)值為0.999961不等?？傊?，數(shù)值的變化對于短距離測量放樣影響不大，而對于體育場這種長距離、大面積測量放樣來說就容易造成誤差超限，應該及時對格網(wǎng)因子進行調整；一般來說紅島地區(qū)的海拔高度小于10米，格網(wǎng)因子≤1，一般為0.999999，而采用后方交會法設站之后，應立即對格網(wǎng)因子的數(shù)值進行修改，輸入高程和比例，然后在進行測量放樣，以減少格網(wǎng)因子的誤差對測量放樣精度的影響。格網(wǎng)因子修改前和修改后的數(shù)值見下圖：

在青島市市民健身中心體育場工程測量放線過程中，通過制定有效的技術措施和施工方法，克服多圓組合全弧形測量放線的難度，放線結果均符合設計和規(guī)范要求，達到質量好、速度快的效果，為下一步混凝土結構施工打下了堅實的基礎，得到了建設單位和監(jiān)理公司的一致好評，也為我公司今后同類工程的施工積累了實踐經(jīng)驗。

[1]呂天中, 何波. 體育場工程施工測量技術分析[J]. 建筑知識:學術刊, 2011:211-212.

[2]顏洽愉, 張晶. 上海八萬人體育場的施工測量控制技術[J]. 施工技術, 1997(sg):31-33.

[3]王彥飛. 圓弧形建筑的測量放線技術及控制要點[J]. 城市建設理論研究:電子版, 2014(19).

吳文發(fā)(1987.12-)，男，本科，中建八局第二建設有限公司，高級工程師。