貴陽(yáng)國(guó)際會(huì)議展覽中心c2 201大廈具有復(fù)雜的筒式懸掛結(jié)構(gòu)，擁有多個(gè)懸掛體且懸掛體在結(jié)構(gòu)上呈不對(duì)稱分布。本文介紹了201大廈的施工精度控制措施，通過有效地施工過程監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確、高效地完成了復(fù)雜懸掛體結(jié)構(gòu)的精確安裝。
[關(guān)鍵詞]：筒式懸掛 施工測(cè)量 不對(duì)稱結(jié)構(gòu) 監(jiān)測(cè)

1 工程特點(diǎn)及測(cè)量難點(diǎn)分析

貴陽(yáng)國(guó)際會(huì)議展覽中心c2 201大廈全高201米，建筑面積5.1萬平方米，是全球最高的筒式懸掛建筑，同時(shí)懸掛體結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)分布上不對(duì)稱。大廈由核心筒和吊掛樓層兩部分組成，核心筒部分由12根鋼管混凝土柱組成的巨形框架體系，吊掛樓層從第八層開始吊掛，平面上吊掛樓層在核心筒周圍分為4個(gè)對(duì)稱的部分，每部分平面投影為15mx15m，立面上4部分相互錯(cuò)開呈階梯式上升，每部分吊掛到一定樓層間隔2～3層后重新開始吊掛。如圖1所示
 

2 控制網(wǎng)的建立和垂直引測(cè)

根據(jù)總包及業(yè)主提供工程現(xiàn)場(chǎng)平面控制點(diǎn)平面布置圖的主軸線點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，平面控制網(wǎng)需經(jīng)過多次測(cè)放來完成對(duì)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)工程的安裝控制。根據(jù)大廈的施工特點(diǎn)，采用外控+內(nèi)控相結(jié)合的方法來控制鋼構(gòu)件的軸線位置和整體垂直度，將場(chǎng)區(qū)控制網(wǎng)布置為一四邊形。使用日本GTS332全站儀觀測(cè)水平角四測(cè)回，往返測(cè)距。按三角網(wǎng)嚴(yán)密平差。主要精度指標(biāo)：測(cè)角中誤差±1.6″；平均點(diǎn)位誤差4mm;最弱邊相對(duì)中誤差1：10.5萬。B點(diǎn)為單一三角形，按邊角計(jì)算坐標(biāo)。軸線控制點(diǎn)靠近建筑物布設(shè)。簡(jiǎn)單圖形，有多余觀測(cè)條件。水平角觀測(cè)兩測(cè)回，往返測(cè)距。高程測(cè)量上，采用幾何水準(zhǔn)方法聯(lián)測(cè)BM1水準(zhǔn)點(diǎn)和附近控制點(diǎn)。外圍控制點(diǎn)采用多方向（往返）三角高程法測(cè)定其高程。場(chǎng)區(qū)控制點(diǎn)計(jì)算采用地方坐標(biāo)系。施工測(cè)量采用以樓心為原點(diǎn)的工程坐標(biāo)系，具體詳見圖2。
 

2.1 地下室控制網(wǎng)的測(cè)放——外控法
      當(dāng)?shù)叵率邑?fù)2層底板澆筑完畢并達(dá)到一定強(qiáng)度后，根據(jù)基坑外圍地面控制點(diǎn)，在地下負(fù)2層底板面進(jìn)行平面控制網(wǎng)的第一次測(cè)放，測(cè)放時(shí)首先根據(jù)土建和測(cè)繪院提供的軸線交點(diǎn)坐標(biāo)為起始坐標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的通視條件用全站儀通過坐標(biāo)放樣，并在基坑周圍做好控制軸線引樁以備測(cè)量放線用。地下1~2層測(cè)量放線的基準(zhǔn)均從基坑外圍地面控制軸線做起始，每次測(cè)量放線前進(jìn)行軸線坐標(biāo)的復(fù)測(cè)檢查，確保每次放線位置正確一致。

2.2 地上部分控制網(wǎng)的建立——內(nèi)控法
      對(duì)于±0.000m以上即采用“內(nèi)控法”，當(dāng)±0.000Mm層結(jié)構(gòu)樓面砼澆筑并達(dá)到一定強(qiáng)度后即可開始進(jìn)行第二次控制軸線的測(cè)放。根據(jù)測(cè)設(shè)好的基坑四個(gè)主軸線控制點(diǎn)，將主軸線點(diǎn)垂直引測(cè)至±0.000m層樓面，在塔樓筒體內(nèi)建立四個(gè)激光測(cè)量控制點(diǎn)，進(jìn)行距離和角度閉合，達(dá)到一級(jí)控制網(wǎng)的精度后，用墨斗彈上十字線保存下來，并做上油漆標(biāo)識(shí)，以此作為地上部分結(jié)構(gòu)測(cè)量放線的施工依據(jù)，由于本工程內(nèi)筒結(jié)構(gòu)的施工要提前于外筒，為滿足工程的施工進(jìn)度，故本工程在± 0.000m層上建立4個(gè)激光測(cè)量控制點(diǎn)，分別控制內(nèi)筒柱和外筒柱的安裝, 4個(gè)激光測(cè)量控制點(diǎn)分別建立于距軸線1000mm和4350mm為中心點(diǎn)的內(nèi)控點(diǎn)，如下圖3。
 

2.3 垂直引測(cè)
      2.3.1首層以上內(nèi)控點(diǎn)相應(yīng)位置留設(shè)200×200預(yù)留洞，預(yù)留洞做好測(cè)量標(biāo)識(shí)，分別架設(shè)激光鉛直儀于首層油漆標(biāo)示的內(nèi)控點(diǎn)上，將內(nèi)控點(diǎn)逐一垂直引測(cè)至上一樓層，以便上一層的軸線測(cè)放。高層結(jié)構(gòu)施工具有一定的特殊性，例如隨著結(jié)構(gòu)施工高度的不斷增加，激光預(yù)留孔洞位置容易受到施工障礙物的阻礙遮擋，為了不影響、施工測(cè)量投點(diǎn)進(jìn)度以及標(biāo)高在豎向傳遞時(shí)受鋼尺長(zhǎng)度的影響，因此高度每增加50m左右，投測(cè)層接力上移，接力投測(cè)層選擇在11、22、33、43層。中間各層可從循環(huán)基準(zhǔn)點(diǎn)垂直向上投測(cè)軸線，投點(diǎn)得到的樓層軸線控制點(diǎn)需作閉合復(fù)測(cè)，正確無誤后進(jìn)行鋼柱梁的測(cè)量定位和檢測(cè)，如圖4~6所示。

2.3.2平面控制點(diǎn)垂直引測(cè)的具體操作方法如下：
      (1)架設(shè)激光鉛直儀于激光測(cè)量控制點(diǎn)上。儀器整平、對(duì)中,通知要測(cè)量的樓層上方人員安置好激光接收靶，做好投點(diǎn)準(zhǔn)備。
      (2)接通激光電源，打開激光器，上方人員收到激光后，通知儀器操作人員進(jìn)行調(diào)焦，待光斑直徑達(dá)到最小時(shí)，通知下方緩慢360°水平旋轉(zhuǎn)儀器。
      (3)上方人員用鋼筆或簽字筆隨著光斑的移動(dòng)軌跡作標(biāo)記畫圓，待圓形軌跡閉合后，通知下方點(diǎn)已作好。由于儀器的精度及整平操作存在誤差，所作圓形軌跡會(huì)有大小，當(dāng)圓形軌跡過大時(shí)，上方人員應(yīng)及時(shí)通報(bào)下方人員再次精確整平儀器，并調(diào)整儀器的各項(xiàng)指標(biāo)，要求圓形軌跡的直徑在5mm左右時(shí)為好。最后根據(jù)已畫好的圓，確定圓心點(diǎn)，此點(diǎn)即是本樓層的測(cè)量控制點(diǎn)。
      (4)依據(jù)同樣的方法對(duì)激光鉛直儀搬站，確定下一點(diǎn)。待四個(gè)控制點(diǎn)投出后，用激光全站儀進(jìn)行角度和距離的閉合及平差精確定出本層測(cè)量控制點(diǎn)。

3  主要施工測(cè)量技術(shù)

3.1 核心筒鋼柱安裝
      3.1.1鋼柱的安裝校正
      鋼結(jié)構(gòu)連接臨時(shí)固定完成后，應(yīng)在測(cè)量工的測(cè)量監(jiān)視下，利用千斤頂、倒鏈以及楔子等對(duì)其的垂直度偏差、軸線偏差以及標(biāo)高偏差進(jìn)行校正。
      3.1.2垂直度的控制和調(diào)整
鋼結(jié)構(gòu)平面軸線及水準(zhǔn)標(biāo)高核驗(yàn)合格后，排尺放線，鋼柱吊裝就位在基礎(chǔ)上。用經(jīng)緯儀檢查鋼柱垂直度的方法是用經(jīng)緯儀后視柱腳下端的定位軸線，然后仰視柱頂鋼柱中心線，互相垂直的兩個(gè)方向均鋼柱頂中心線投影均與定位軸線重合，或誤差小于控制要求，認(rèn)為合格。垂直度偏差在高強(qiáng)螺栓緊固、焊接前后都應(yīng)嚴(yán)格控制。
      利用焊接收縮來調(diào)正鋼柱垂偏是鋼柱安裝中經(jīng)常使用的方法。安裝時(shí)，鋼柱就位，上節(jié)鋼柱柱底中心線對(duì)準(zhǔn)下節(jié)柱頂?shù)闹行木€，而上節(jié)柱頂?shù)闹行木€可以在未焊前向焊接收縮方向預(yù)偏一定值，通過焊接收縮，使鋼柱達(dá)到預(yù)先控制的垂直精度。
      3.1.3控制柱底位移來調(diào)正鋼柱的偏差
      (1)如果鋼柱垂偏尺寸過大，個(gè)別情況可以利用調(diào)整該節(jié)柱底中心線的就位偏差，來調(diào)整鋼柱的垂直精度，但這種位移偏差一般不得超過3毫米。
      (2)焊接與日照綜合影響時(shí)，單節(jié)柱和中心柱可以不必預(yù)留收縮，應(yīng)控制垂直偏差為主。
      (3)加強(qiáng)焊接工藝控制，采用對(duì)稱焊等方法，可以克服中心柱與單節(jié)柱的偏差，對(duì)于邊緣的鋼柱，應(yīng)控制邊柱上部建筑物中心的垂偏，可適當(dāng)預(yù)留一定的焊縫收縮量。

3.2 懸掛體安裝精度控制
      201大廈共具有10個(gè)單獨(dú)懸掛體，平面上分布于大廈的四個(gè)方向上，立面上不對(duì)稱分布，懸掛體之間相互間隔2~3個(gè)樓層。單個(gè)懸掛體具有九層樓層高度，平面尺寸為15m*15m，體量及重量都較大，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制懸掛體的變形。
      3.2.1懸掛體的個(gè)體安裝偏差
      201大廈懸掛體采用高空散件拼裝的方式，其具體作法為在懸掛體下部搭設(shè)胎架，懸掛體構(gòu)件在胎架上進(jìn)行安裝。待安裝完成后拆除胎架，結(jié)構(gòu)內(nèi)力改變，懸掛體內(nèi)部構(gòu)件發(fā)生變形，因此安裝中要考慮個(gè)體構(gòu)件變形在整體結(jié)構(gòu)中的累變影響。
      (1)單根構(gòu)件的加工精度控制:構(gòu)件在依次組裝成形成懸掛體的過程中，其所承受的荷載逐漸形成，構(gòu)件受結(jié)構(gòu)內(nèi)力作用而發(fā)生變形。構(gòu)件的變形不能超出結(jié)構(gòu)的整體位形，還應(yīng)符合其自身的物理性能，其最合適的值應(yīng)當(dāng)為當(dāng)建筑完成后建筑物內(nèi)部各構(gòu)件的變形與設(shè)計(jì)狀態(tài)相一致。這就需要在構(gòu)件加工過程中額外施工一部分變形，這部分變形值與結(jié)構(gòu)安裝過程中構(gòu)件產(chǎn)生的變形相抵消，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的理想物理性能狀態(tài)。利用計(jì)算機(jī)方針模擬分析軟件及反復(fù)迭代理論，計(jì)算出建筑物在自然狀態(tài)下各桿件的變形值，反號(hào)疊加到建筑物構(gòu)件位形中，進(jìn)而分析出沒根桿件的加工位形控制值。
      (2)單根構(gòu)件的安裝精度控制:當(dāng)大廈結(jié)構(gòu)形成撤出胎架后，受結(jié)構(gòu)重力大廈發(fā)生整體位移，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各桿件節(jié)點(diǎn)定位也發(fā)生改變。在施工中通過控制桿件節(jié)點(diǎn)位移以達(dá)到調(diào)整結(jié)構(gòu)大廈整體位形的目的。具體作法為利用計(jì)算機(jī)仿真模擬分析軟件各桿件在結(jié)構(gòu)完成形態(tài)下的節(jié)點(diǎn)位移值，將此位移值反號(hào)疊加到桿件的設(shè)計(jì)空間位置上，則在實(shí)際施工中桿件的安裝采用這個(gè)新的空間位置定位，從而中和桿件的物理位移。
      3.2.2懸掛體的整體位形控制
      (1)外部環(huán)境影響:貴陽(yáng)市屬于高原山地地貌，且201大廈建于山腰上，施工過程中全年多霧、多雨，且溫差、風(fēng)力較大，同時(shí)鑒于本大廈特殊的懸掛體結(jié)構(gòu)形式，外部環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)安裝精度具有較大影響作用。對(duì)懸掛體整體位形的監(jiān)測(cè)應(yīng)選在日照前進(jìn)行，減少陽(yáng)光對(duì)測(cè)量?jī)x器造成的影響，監(jiān)測(cè)行為應(yīng)每天都要進(jìn)行，記錄數(shù)據(jù)，橫向?qū)Ρ葦?shù)據(jù)波動(dòng)情形。本大廈在結(jié)構(gòu)施工過程中，結(jié)構(gòu)的剛度系數(shù)處于強(qiáng)烈的不穩(wěn)定狀態(tài)，施工變形較大，在懸掛體的施工中應(yīng)盡量保持懸掛體的對(duì)稱施工，維系結(jié)構(gòu)的剛度系數(shù)處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，減小結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形。
      (2)懸掛體的位形調(diào)整:根據(jù)本工程施工方案，懸掛體施工采用搭設(shè)胎架的方法進(jìn)行在進(jìn)行。在進(jìn)行上層懸掛體施工時(shí)上層懸掛體與胎架的自身重力通過胎架傳遞至下層懸掛體上，下層懸掛體因此會(huì)發(fā)生下?lián)?。在進(jìn)行上層懸掛體施工時(shí)對(duì)下部懸掛體實(shí)施監(jiān)控，如產(chǎn)生下?lián)蟿t調(diào)節(jié)設(shè)置于胎架頂部的千斤頂，將懸掛體整體頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。千斤頂調(diào)節(jié)懸掛體標(biāo)高按照從下部到上部依次調(diào)節(jié)的方式進(jìn)行，即首先調(diào)節(jié)最下部的懸掛體標(biāo)高，完畢后再對(duì)其上部一組的懸掛體標(biāo)高進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此類推，見圖7。
 

4 結(jié)語

貴陽(yáng)國(guó)際會(huì)議展覽中心為具有多組、不對(duì)稱懸掛體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高空安裝特別是懸掛體安裝精度要求高。針對(duì)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量難點(diǎn)，制定出一套既滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝要求、有便于操作，可靠的測(cè)量、施工方案，過程層層把關(guān)，步步校核，監(jiān)測(cè)成果明確，誤差精度均在控制范圍內(nèi)，準(zhǔn)確、高效地完成了鋼結(jié)構(gòu)高空精確安裝的任務(wù)。
      參考文獻(xiàn)：
      【1】 張正祿．工程測(cè)量學(xué)．武漢：武漢大學(xué)出版社，2005．
      【2】 中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)．GB50026-2007 工程測(cè)量規(guī)范[S]．北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008．
      【3】 JGJ/T8-97國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建筑變形測(cè)量規(guī)程（JGJ/T8-97）
      作者簡(jiǎn)介：邵麒（1979-）中建鋼構(gòu)公司貴陽(yáng)會(huì)展工程項(xiàng)目經(jīng)理，工程師 。
      聯(lián)系地址：武漢市武珞路456號(hào)新時(shí)代商務(wù)中心40樓（430070）。