浅谈整体提模施工的定位控制技术

2010-08-26刘志明湖南省鸿腾建设工程有限公司湖南永州425006

中国建材科技 2010年3期

刘志明（湖南省鸿腾建设工程有限公司，湖南永州 425006）

整体提模施工的操作钢平台表面宽敞便于仪器进行作业，对核心筒剪力墙的控制采用竖向投影测量控制基准点至钢平台顶面，在已安装的对中钢架上面架设全站仪，采用坐标法放样剪力墙边线控制点，然后采用手持激光给向仪，以剪力墙边线控制点做竖向向下投测到钢模板上口来控制钢模板安装定位。

由于测量放样利用钢平台进行中转，而整个提模系统没有很有效的侧向约束，因此整体提模施工的垂直度控制对于施工质量至关重要。

1 整体提模施工的垂直度观测

整体提模施工的垂直度观测可利用激光铅直仪进行，一般采用激光导向法。

①具体方法：可在建筑物的外侧转角处，分别设置固定的测点。在模板提升之前，在操作平台对应地面的部位，设置激光接收靶，接收靶的原点位置与激光铅直仪的垂直光斑重合。在施工中每提升一次至少观测两次。

②具体做法：在测点水平钢板上安放激光铅直仪，仪器校平正并转动一周，消除仪器本身的误差。然后，以仪器射出的激光束打在接收靶上的光斑中心为基准位置，记录在平面图上。与接收靶原点位置对比，即可得到改点的位移。

2 整体提模施工的水平位移监测

水平位移监测的任务是测定整体提模系统在平面位置上随时间变化的移动量。根据建筑物的形状和大小，布设各种形式的控制网进行观测。

水平位移的监测方法较多。主要有基准线法、前方交会法、后方交会法。当测定某个特定方向的位移量时，常用基准线法，当测定两个方向的位移量时，常用前方交会法或后方交会法。

3 GPS 测量控制

GPS 技术作为一种全新的测量定位手段，在工程测量中已逐步得到使用，其技术的先进性、优越性已为众多的工程技术人员所认同。 GPS 定位技术的优点主要体现在不存在误差积累，精度高、速度快，全天候，无需通视，点位不受限制，并可同时提供平面和高程的三维位置信息。

①GPS的简介

图1 同步图形

GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。

②GPS 测量的设计与实施

GPS 测量的外业工作主要包括选点、建立观测标志、野外观测以及成果质量检核等；内业工作主要包括GPS 测量的技术设计、测后数据处理以及技术总结等。

如果按照GPS 测量实施的工作程序，则可分为技术设计、选点与建立标志、外业观测、成果检核与处理等阶段。

1)GPS 网的技术设计

GPS 网的技术设计是一项基础性工作。这项工作应根据网的用途和用户的要求来进行，其主要内容包括精度指标的确定和网的图形设计等。

①GPS 测量的精度指标

GPS 网的精度指标，通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示，其具体形式为：

式中：σ—网中相邻点间的距离中误差（mm）；

a—固定误差（mm）；

b—比例误差（ppm）；

D—相邻点间的距离（mm）。

精度指标的确定取决于网的用途，设计时应根据用户的实际需要和可以实现的设备条件，恰当地确定GPS 网的精度等级。

②网形设计

GPS 网的图形设计就是根据用户要求，确定具体的布网观测方案，其核心是如何高质量低成本地完成既定的测量任务。通常在进行GPS 网设计时，必须顾及测站选址、卫星选择、仪器设备装置与后勤交通保障等因素。当网点位置、接收机数量确定以后，网的设计就主要体现在观测时间的确定、网形构造及各点设站观测的次数等方面。

一般GPS 网应根据同一时间段内观测的基线边，即同步观测边构成闭合图形（称同步环），如图1 所示，例如三角形（需三台接收机，同步观测三条边，其中两条是独立边）、四边形或多边形等，以增加检核条件，提高网的可靠性；然后，可按点连式、边连式和网连式这3 种基本构网方法，将各种独立的同步环有机地连接成一个整体。关于各点观测次数的确定，通常应遵循“网中每点必须至少独立设站观测两次”的基本原则。应当指出，布网方案不是唯一的，工作中可根据实际情况灵活布网。

图2 静态定位

图3 GPS 测量数据处理的基本流程图

2）选点与建立标志

由于GPS 测量观测站之间不要求通视，而且网形结构灵活，故选点工作远较常规大地测量简便，并且省去了建立高标的费用，降低了成本。但GPS 测量又有其自身的特点，因此选点时，应满足以下要求：点位应选在交通方便，易于安置接收设备的地方，且视野开阔，以便于同常规地面控制网的联测；GPS 点应避开对电磁波接收有强烈吸收、反射等干扰影响的金属和其他障碍物体。点位选定后，应按要求埋置标石，以便保存。最后，应绘制点之记、测站环视图和GPS 网选点图，作为提交的选点技术资料。

3）外业观测

外业观测是指利用GPS 接收机采集来自GPS卫星的电磁波信号，其作业过程大致可分为天线安置、接收机操作和观测纪录。外业观测应严格按照技术设计时所拟定的观测计划进行实施，只有这样，才能协调好外业观测的进程，提高工作效率，保证测量成果的精度。为了顺利地完成观测任务，在外业观测之前，还必须对所选定的接收设备进行严格的检验。

天线的妥善安置是实现精密定位的重要条件之一，其具体内容包括：对中、整平、定向并量取天线高。

4）GPS 作业模式

GPS 测量模式可分为静态测量和动态测量两种模式，而静态测量模式又分为常规静态测量模式和快速静态测量模式，实时动态测量模式分DGPS和RTK 方式，其中GPS 静态测量和RTK 方式应用最为广泛。

①GPS 静态定位

常规静态测量是采用两台（或两台以上）GPS接收机，分别安置在一条或数条基线的两端，同步观测4 颗以上卫星，每时段长45 分钟至2 小时或更多。基线的定位精度可达5mm＋1ppm.D。所有已观测基线应组成一系列的封闭图形，如图2，以利于外业检核，提高成果的可靠度，并且可以通过平差，有助于进一步提高定位精度。

快速静态测量是在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星，另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟。在观测时段内应确保有5 颗以上卫星可供观测，流动点与基准点相距应不超过20km。流动站相对于基准站的基线中误差为5mm＋1ppm·D。

②实时动态（RTK）测量

实时动态（Real Time Kinematic，简称RTK）测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS 测量技术，它是GPS 测量技术发展中的一个新突破。实时动态测量的基本思想是：在基准站上安置一台GPS 接收机，对所有可见GPS 卫星进行连续观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示用户站的三维坐标及其精度。

5）成果检核与数据处理

观测成果的外业检核是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环节。所以，当观测任务结束后，必须在测区及时对外业观测数据进行严格的检核，并根据情况采取淘汰或必要的重测、补测措施。

GPS 测量数据处理的基本步骤可划分如下：数据采集和实时定位、数据的粗加工、数据的预处理、基线向量解算、平差计算以及GPS 成果或地面网成果的联合处理，数据处理的基本流程如图3 所示。

4 整体提模施工的纠偏纠扭

1）整体提模施工变扭产生原因

①施工操作平台上荷载不均；

②千斤顶顶升不同步，顶升方向不垂直；

③各层控制轴线竖向投测误差和模板安装垂直度偏差；

2）整体提模施工纠偏纠扭方法

①平台倾斜法

平台倾斜法又可称作调整高差法，其原理是：当建筑物出现某侧位移的垂直偏差时，操作平台的同一侧，一般会出现负水平偏差。据此，可以在建筑物的向某侧倾斜是，将该侧的千斤顶定高，使该侧的操作平台高于其他部位，产生正水平偏差，然后，再将整个操作平台滑升一段高度，其垂直度即可得到纠正。对于千斤顶需要的高差，可通过整体提模系统的计算机设定。

②千斤顶垫铁法

千斤顶垫铁法是将千斤顶底座下偏移方向的一侧垫高,使千斤顶同支承杆偏离偏移方向,滑升时千斤顶带动平台模板系统作定向滑升,从而达到纠偏、纠扭的目的。

③外力法

当建筑物出现扭转偏差时，可沿扭转的反方向施加外力，使平台在滑升过程中，逐渐向回扭转，直至达到要求为止。