基于现场实测的钢结构安装精度控制研究

摘要：钢结构构件体积与质量大，其在加工、运输和安装过程中容易产生累积误差，影响建筑的稳定性和安全性。为了确保钢结构安装的精度，可采用现场实测技术与定位精度校正的方式，分析并控制安装中的误差。以北京燃气天津南港LNG应急储备项目为案例，探讨钢结构安装中的精度控制要点。通过高精度测量设备如全站仪和水准仪等进行实时监测，及时发现并修正轴线、标高及垂直度的偏差，以减少施工中的返工与调整工作量，提高施工效率。研究结果表明：现场实测和定位修正结合使用，显著减少了安装过程中的累积误差，确保了钢柱和钢梁的安装精度，保障了整体结构的稳定性与安全性，可类似高层钢结构工程的精度控制提供参考。

关键词：钢结构安装；精度控制；现场实测；误差修正

0" "引言

钢结构的构件多为大体积、重型组件，其在加工、运输、安装过程中可能产生的累积误差，如果得不到及时控制和修正，将会导致严重的结构偏差，影响建筑整体的稳定性和使用寿命[1]。

精度控制技术对于保证结构安全、减少施工误差具有重要意义。精度控制对于钢结构安装至关重要，特别是在高层建筑中，任何小的安装偏差都可能导致严重的累积误差，进而影响整个建筑的稳定性和安全性。

近年来，随着高层建筑和大型基础设施项目中钢结构的广泛应用，钢结构安装的精度控制问题成为研究和工程实践中的一个关键领域[2]。方兴杰等[3]指出，钢结构施工中，误差的累积和现场施工条件的复杂性增加了精度控制的难度。采用高精度测量工具和合理的施工工艺，对于确保钢结构的垂直度、标高和轴线精度至关重要。

申诗文等[4]指出，通过现场实测技术，可以实时监测钢结构安装过程中轴线、标高和垂直度等关键参数，及时发现偏差并进行修正，从而有效减少施工误差。刘荣才等[5]的研究表明，钢结构安装过程中存在各种误差来源，如测量误差、构件制作误差、安装操作误差等。这些误差在施工过程中容易累积，影响结构的整体精度。通过实测技术和定位优化的结合，可以识别这些误差的来源，并采取相应的调整措施，减少误差的累积效应。

为确保钢结构的安装精度，本文通过现场实测与定位优化技术对钢柱和钢梁的安装进行精准控制，从而减少施工误差，提升整体结构的安装质量。在分析高层钢结构安装过程中的精度控制要点基础上，探讨如何通过高精度测量设备来实现钢结构安装的精度控制，并最终保障工程的施工质量和安全性。

1" "工程概况

本文的钢结构安装项目为北京燃气天津南港LNG应急储备项目接收站多功能中心的建设工程。该工程位于项目区的西南侧，占地面积为632m2，总建筑面积为2451m2，建筑高度达67.65m，采用钢框架-中心支撑结构体系。

项目的主要施工内容包括钢结构构件的制作、运输及现场安装。钢结构安装对于整体施工质量和安全具有重要意义，而精度控制则是确保钢结构顺利安装的核心环节。通过现场实测技术的应用，能够有效减少施工过程中的误差累积，确保钢结构的整体安装质量符合设计和规范要求。

2" "钢结构施工技术要点

2.1" "施工准备

施工准备是确保钢结构安装顺利进行的关键步骤。首先，需完成轴线交接与复测工作，通过水准点精确测量，确保标高与轴线的准确性。机械设备的准备同样重要，主要设备如汽车起重机、气保焊机、直流焊机需提前进场并经过调试与验收，确保符合施工要求。同时要制定设备维护计划保障其正常运行。

钢构件与材料的进场验收是核心环节，施工方需对构件的数量、编号和尺寸进行严格检查，并处理可能的运输损坏，确保不合格构件不进入安装流程。此外，临时连接螺栓和安全设施等安装辅助材料也需提前准备并验收，确保施工顺利进行。

2.2" "施工工艺流程及施工要点

本工程为高层钢结构项目，钢柱安装分为6段，包括地下部分。施工工艺流程如图1所示。第一节钢柱自标高-2.750.6m，长度为3.35m，第二至第六节钢柱长度分别为10.84m、13.065m、16.335m、13.49m和12.345m。

分段施工方式需要根据钢结构高度与复杂性进行优化，以确保安装精度与安全性。在第三节钢柱安装完成后，开始施工四层与五层压型钢板，以保障上层结构安装稳定性及下部工程安全。

施工严格遵循设计与规范，采用“旋转法”吊装钢柱，吊离地面500mm时进行初步校正，确保钢柱与基础轴线对齐。对接与焊接过程中，使用全站仪和水准仪实时监测，控制标高与轴线偏差。

每节钢柱安装后进行扭转调整和垂直度校正，确保结构精度。钢梁与钢柱连接采用高强度螺栓与焊接工艺，确保连接节点稳定性与抗震性能，从而保证施工质量与安全。

3" "安装精度控制要点

3.1" "钢柱安装精度控制要点

3.1.1" "轴线与标高的精准定位

钢柱安装前，需确保放线工作准确无误。通过全站仪、水准仪等测量工具，将钢柱的轴线和标高基准线标记在钢柱两端，确保轴线和标高的精准性。

标高控制线应至少在两面标记，以便在安装过程中随时复核。复测相邻钢柱的尺寸，确保两柱之间的尺寸符合设计要求。

3.1.2" "钢柱吊装过程中的精确校正

吊装过程中，采用“旋转法”吊装法，在吊柱过程中随时调整钢柱的轴线，确保钢柱中心线与基础十字轴线对齐。在钢柱离地500mm时，停止吊装进行初步校正。通过经纬仪和水准仪精确控制钢柱的垂直度与标高，使其与设计要求一致。缓慢下落钢柱时，调整螺栓孔与基础十字线的位置，确保柱脚与基础无误对接。

在钢柱吊装到位后，进行柱身的扭转与垂直度调整。通过在钢柱上下耳板两侧夹入垫板，调节大六角螺栓，使扭转控制在3mm以内，确保钢柱无偏转。垂直度的调整则通过倒链、钢丝绳等工具，将钢柱向同一方向牵拉，确保钢柱整体垂直。垂直度与扭转调整需逐节进行，以避免累计误差过大。

钢柱初步安装完成后，使用钢卷尺丈量两根钢柱之间的间距，确保其符合设计要求。在柱顶架设水准仪，测量各柱顶的标高。若发现标高偏差，可以通过调整衬垫板或加高垫板进行标高微调，确保标高控制在规范范围内。

3.1.3" "误差累计的控制

安装过程中需特别注意每节钢柱的定位和连接，确保上下钢柱对接面紧密贴合，防止累积误差。在每段钢柱安装前，对上下段柱的标高与轴线进行复测和校正，避免因安装误差导致整体结构偏移。

每节钢柱安装完成后，应及时对安装精度进行复核，包括轴线位置、标高和垂直度。在确认精度符合要求后立即固定锚栓，并进行点焊，以确保安装稳定。同时，确保临时拉设的缆风绳、固定螺栓等加固措施到位，保证钢柱的稳固性和安全性。

3.2" "钢梁安装精度控制要点

3.2.1" "吊装前准备工作

吊装钢梁前，应确保楼盖梁表面的污物和锈迹清理干净，特别是连接板和摩擦面需进行除锈处理。此外，对钢梁两端的螺栓连接孔进行检测，确保与钢柱的牛腿间尺寸吻合，避免高空对接时出现偏差。这些前期准备工作能够为后续钢梁的吊装和安装提供良好的基础。

3.2.2" "钢梁吊装过程中的精确校正

钢梁安装过程中，确保钢梁的标高与轴线的准确性是精度控制的关键。在每根钢梁吊装到位后，使用全站仪和水准仪进行标高和轴线的测量，确保其与设计图纸相符。安装过程中，需要时刻复核已完成部分的整体安装精度，确保不会因某个局部的偏差影响整个结构的准确性。

钢梁对接时，需要确保螺栓孔的准确对位。使用冲钉工具将梁两端孔校正后，再使用普通螺栓进行初步固定，螺栓数量不得少于设计要求的30%。在对接和固定完成后，对钢梁的垂直度和水平度进行复测，确保安装的准确性。若存在偏差，及时进行微调。

钢梁与柱的连接部位需进行高强度螺栓的紧固，焊接钢梁翼板与柱牛腿时，应根据焊接原则对称施焊，以避免结构应力集中。每次焊接完成后，应立即检查焊接质量，确保焊缝均匀、牢固。

钢梁吊装就位后，在正式固定前应采取临时固定措施，确保钢梁在高空作业中的安全稳定。使用缆风绳、支撑架等工具将钢梁暂时固定，确保在后续安装和校正过程中不会产生偏移。

3.3" "安装精度实测

3.3.1" "精度实测的作用

在钢结构安装过程中，精度实测是确保构件定位准确、结构整体稳定的关键步骤。通过使用高精度测量设备，如全站仪和水准仪，实时测量安装中的轴线、标高及偏差情况，能够及时发现和修正安装过程中的误差。为了进一步提升安装精度，需对测量数据进行分析和修正。

3.3.2" "实测数据应用

定位修正过程中，通过将测量数据与设计值进行对比，识别超差的精度控制点，并对这些点的偏差进行系统性校正。优化完成后，可将调整后的坐标和误差数据导出，用于后续施工过程中的复核和调整。该数据导出功能不仅能够为安装记录提供可靠依据，还为后续的质量检测与验收提供了详实的基础数据。

3.3.3" "实测结果分析

实测的钢柱中心线X方向偏移量如图2所示，钢柱中心线Y方向偏移量图3所示。从图2、图3可以看出，精度校正后，钢柱中心线的偏移量误差得到了显著改善。经过优化调整，偏差点已达到精度要求，无需进一步矫正，省去了施工中的调整工作量。

4" "结论

为了确保钢结构安装的精度，可采用现场实测技术与定位精度校正的方式，分析并控制安装中的误差。以北京燃气天津南港LNG应急储备项目为案例，探讨钢结构安装中的精度控制要点。通过高精度测量设备如全站仪和水准仪等进行实时监测，及时发现并修正轴线、标高及垂直度的偏差，以减少施工中的返工与调整工作量，提高施工效率。得到的主要结论如下：

通过应用钢结构安装过程中的精度控制和定位修正技术，能够显著降低了施工中的偏差。采用高精度的全站仪和水准仪测量设备对钢结构的标高、轴线及垂直度进行实时监测，确保了施工过程中的精准定位。通过对施工过程中实时监测与修正，有效减少了钢结构安装中的累积误差，保障了整体结构的稳定性与安全性。

参考文献

[1]" 王昕，余晨，鲍志方，等.三堡景观步行桥钢结构安装施工技术[J].工业建筑，2023，53（S2）：750-752.

[2]" 刘冬雪，马松，郭卫，等.超长高低跨钢结构外墙滑移法吊装安装施工技术研究与应用[J].建筑结构，2023，53（S1）.

[3]" 方兴杰，危鼎，李峁清，等.上海世茂深坑酒店双曲线异形钢结构施工过程误差控制[J].施工技术，2016，45（23）：80-88.

[4]" 申诗文，李友，孟珊，等.超高层综合体型钢结构施工技术研究[J].建筑机械化，2024，45（9）：113-116.

[5]" 刘荣才，陈安英，黄荣鑫，等.法兰连接双曲高耸塔桅钢结构安装技术研究[J].空间结构，2024，30（1）：62-69.