异形金属屋面网架提升过程中的监控量测

韦迎锋 杨文杰

（中交四航局第三工程有限公司）

0 引言

本项目测量主要理念为BIM结合全站仪测量实现异形金属屋面网架在提升过程中的监控量测，实时了解网架实际变形情况，从而向现场施工部门第一时间反馈监测信息，方便现场及时采取有效措施，防止屋面网架损坏，确保屋面网架提升过程中的质量和安全，确切反映屋面网架的实际提升程度和提升趋势，同时也为屋面网架质量的评定提供客观的参考依据。

1 工程概况

本项目位于海口新海港区汽车客货滚装码头工程的陆域，用地面积365617m2，总建筑面积83210m2，其中地上建筑面积76417m2，地下建筑面积6793m2。枢纽站为一栋首层架空的T字形建筑，主体横向南北长度约574m，纵向东西长度约395m，结构整体设四个伸缩缝，将结构分为南北指廊、中心区、集散区四个结构单元。建筑总高度46.6m，地上3层（局部4层），地下室1层。

2 网架提升流程

2.1 网架提升背景

网架各个提升点要求同步提升，同步精度要求高，网架部分区域挠度变形较大，网架提升的面积和自重较大，首片提升的钢屋架位于集散区，长92m、宽53m，重达497t。通过十台液压提升器连续两个半小时连续不间断作业，成功将钢屋架提升7.91m，提升后钢屋架最高点离地面30.4m。

2.2 网架提升流程

提升流程见图1。具体步骤如下：

图1 提升流程图

步骤1：安装两排支承立柱（共10个），网架/桁架结构在平面投影正下方的拼装胎架上拼装，并组装焊接成整体（首先安装轴间结构及两端的部分悬挑结构），与立柱连接的杆件先不安装，下吊具附近进行局部加固处理，并安装下吊具。

步骤2：在柱顶安装提升支架及液压提升器、在吊具内安装专用夹紧地锚、安装承重钢绞线；使承重钢绞线连接专用地锚和液压提升器，连接液压油管、布设通讯讯号线等液压提升设备设施，组成液压提升系统，提升系统调试；钢绞线预张紧，使其受力基本均匀。

步骤3：启动同步提升系统，各提升吊点同步加载至结构离地约50mm，设备锁定暂停，静止12h，全面观测、检查。

步骤4：静止12h后全面检查确认提升临时设施（吊点）同步提升控制系统以及网架/桁架本体等均处于安全情况下或在可控范围之内，继续整体提升作业，提升期间如测量发现测点提升高度不统一，则需进行单吊点微调处理。

步骤5：继续整体提升作业，期间每提升5m测量各吊点的提升同步性，当即将到达设计标高时放缓提升速度（最后1m位置），精准就位，保证网架提升高度与施组设计要求一致，锁紧液压提升器，补装立柱周边杆件并进行焊接作业，检测合格后卸载液压提升器。

3 网架提升监测方法

3.1 监控量测点位的布设

在网架提升过程中，为了便于对网架变形进行观测，在网架下弦设置了半永久观测点，该点采用抱箍悬挂在靠近球节点的下弦杆上，下端悬挂一四方体（长宽高均为5cm），在四个侧面和底面各粘贴一个反光片，从球心到反光片的总长度50㎝。本次提升区域为集散区，轴线跨度为B轴～G轴，按变形挠度最大处共布设9个监控量测点位。

3.2 监测方法

采用全站仪免棱镜模式跟踪监测的方法，获取异形金属屋面网架提升过程中金属屋面网架变形量及不均匀的提升高度值（当存在吊点同步不均时，最大值高低差预警值为20mm），了解网架实际变形情况。具体如下：

当首次启动同步提升系统后，各提升吊点同步加载至结构离集散区二层板面约50mm，设备锁定暂停，静止12h，全面观测、检查网架是否沉降，记录原始数据。

网架再次继续提升大约距离二层板面5m处停止提升，全面观测对比网架各提升点是否有不均匀提升。本次提升区域为本项目的集散区，理论设计提升高度为7.91m，当提升高度达到6.91m时，放缓提升速度，进行各吊点微调处理，提升至设计高度时进行复测，复测结果与设计值一致时锁紧液压提升器，补装立柱周边杆件并进行焊接作业，检测合格后卸载液压提升器。

3.3 监测数据对比

监测数据见表1～表5。

表1 提升前原始数据

表2 提升5m数据

表3 提升距设计1m数据

表4 实测提升到顶数据

表5 设计提升到顶数据

提升到顶后经监测数据对比（表6），提升过程中各提升吊点均能同步提升，提升过程中没有出现不均匀的提升高度，有效避免了因为“提升”原因造成屋面网架结构的破坏或者产生影响结构使用功能的一系列问题，而造成不必要的经济损失。

表6 提升到顶较设计偏差值

4 网架提升监测结果分析对比

该提升区域为本项目的集散区，共6条轴线，每条轴线上复测4个“球”基点，总共复测24个“球”基点，设计坐标为BIM软件提取的空间坐标，利用BIM软件提取“球”基点的设计中心坐标及高程，然后用全站仪免棱镜模式对“球”基点表面进行测量，若测得球体表面任意一点到球体设计中心点位的距离等于球体半径则合格，反之则记录偏差。见表7、表8。

表7“球”基点设计坐标

表8“球”基点实测坐标

复测结果分析对比：卸载后与原设计值基本接近，符合设计要求。见表9。

表9“球”基点复测坐标差值

5 结语

本次屋面网架提升过程采用了BIM软件与全站仪相结合的测量模式，相比传统测量方法更加准确、高效、直观、不容易出错。在屋面网架提升前对网架提升自重荷载进行了各项精确计算，制定了详细的提升监测方案，在后续的提升过程中也证明该提升方案的可行性。该方案不仅保证了结构施工质量、消除了很多安全隐患，也加快了施工进度、缩短工期，取得了良好的应用效果。