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貴陽國際會議展覽中心c2 201大廈具有復(fù)雜的筒式懸掛結(jié)構(gòu)，擁有多個懸掛體且懸掛體在結(jié)構(gòu)上呈不對稱分布。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，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 施工測量 不對稱結(jié)構(gòu) 監(jiān)測

1 工程特點及測量難點分析

貴陽國際會議展覽中心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，同時懸掛體結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)分布上不對稱。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個對稱的部分，每部分平面投影為15mx15m，立面上4部分相互錯開呈階梯式上升，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

根據(jù)總包及業(yè)主提供工程現(xiàn)場平面控制點平面布置圖的主軸線點，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，平面控制網(wǎng)需經(jīng)過多次測放來完成對整個鋼結(jié)構(gòu)工程的安裝控制。根據(jù)大廈的施工特點，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，將場區(qū)控制網(wǎng)布置為一四邊形。使用日本GTS332全站儀觀測水平角四測回，往返測距。按三角網(wǎng)嚴(yán)密平差。主要精度指標(biāo)：測角中誤差±1.6″；平均點位誤差4mm;最弱邊相對中誤差1：10.5萬。B點為單一三角形，按邊角計算坐標(biāo)。軸線控制點靠近建筑物布設(shè)。簡單圖形，有多余觀測條件。水平角觀測兩測回，往返測距。高程測量上，采用幾何水準(zhǔn)方法聯(lián)測BM1水準(zhǔn)點和附近控制點。外圍控制點采用多方向（往返）三角高程法測定其高程。場區(qū)控制點計算采用地方坐標(biāo)系。施工測量采用以樓心為原點的工程坐標(biāo)系，具體詳見圖2。
 

2.1 地下室控制網(wǎng)的測放——外控法
      當(dāng)?shù)叵率邑?fù)2層底板澆筑完畢并達到一定強度后，根據(jù)基坑外圍地面控制點，在地下負(fù)2層底板面進行平面控制網(wǎng)的第一次測放，測放時首先根據(jù)土建和測繪院提供的軸線交點坐標(biāo)為起始坐標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)場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量放線用。地下1~2層測量放線的基準(zhǔn)均從基坑外圍地面控制軸線做起始，每次測量放線前進行軸線坐標(biāo)的復(fù)測檢查，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)樓面砼澆筑并達到一定強度后即可開始進行第二次控制軸線的測放。根據(jù)測設(shè)好的基坑四個主軸線控制點，將主軸線點垂直引測至±0.000m層樓面，在塔樓筒體內(nèi)建立四個激光測量控制點，進行距離和角度閉合，達到一級控制網(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，以此作為地上部分結(jié)構(gòu)測量放線的施工依據(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度，故本工程在± 0.000m層上建立4個激光測量控制點，分別控制內(nèi)筒柱和外筒柱的安裝, 4個激光測量控制點分別建立于距軸線1000mm和4350mm為中心點的內(nèi)控點，如下圖3。
 

2.3 垂直引測
      2.3.1首層以上內(nèi)控點相應(yīng)位置留設(shè)200×200預(yù)留洞，預(yù)留洞做好測量標(biāo)識，分別架設(shè)激光鉛直儀于首層油漆標(biāo)示的內(nèi)控點上，將內(nèi)控點逐一垂直引測至上一樓層，以便上一層的軸線測放。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、施工測量投點進度以及標(biāo)高在豎向傳遞時受鋼尺長度的影響，因此高度每增加50m左右，投測層接力上移，接力投測層選擇在11、22、33、43層。中間各層可從循環(huán)基準(zhǔn)點垂直向上投測軸線，投點得到的樓層軸線控制點需作閉合復(fù)測，正確無誤后進行鋼柱梁的測量定位和檢測，如圖4~6所示。

2.3.2平面控制點垂直引測的具體操作方法如下：
      (1)架設(shè)激光鉛直儀于激光測量控制點上。儀器整平、對中,通知要測量的樓層上方人員安置好激光接收靶，做好投點準(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行調(diào)焦，待光斑直徑達到最小時，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軌跡作標(biāo)記畫圓，待圓形軌跡閉合后，通知下方點已作好。由于儀器的精度及整平操作存在誤差，所作圓形軌跡會有大小，當(dāng)圓形軌跡過大時，上方人員應(yīng)及時通報下方人員再次精確整平儀器，并調(diào)整儀器的各項指標(biāo)，要求圓形軌跡的直徑在5mm左右時為好。最后根據(jù)已畫好的圓，確定圓心點，此點即是本樓層的測量控制點。
      (4)依據(jù)同樣的方法對激光鉛直儀搬站，確定下一點。待四個控制點投出后，用激光全站儀進行角度和距離的閉合及平差精確定出本層測量控制點。

3  主要施工測量技術(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)連接臨時固定完成后，應(yīng)在測量工的測量監(jiān)視下，利用千斤頂、倒鏈以及楔子等對其的垂直度偏差、軸線偏差以及標(biāo)高偏差進行校正。
      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，鋼柱就位，上節(jié)鋼柱柱底中心線對準(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，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)加強焊接工藝控制，采用對稱焊等方法，可以克服中心柱與單節(jié)柱的偏差，對于邊緣的鋼柱，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個單獨懸掛體，平面上分布于大廈的四個方向上，立面上不對稱分布，懸掛體之間相互間隔2~3個樓層。單個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，實現(xiàn)構(gòu)件的理想物理性能狀態(tài)。利用計算機方針模擬分析軟件及反復(fù)迭代理論，計算出建筑物在自然狀態(tài)下各桿件的變形值，反號疊加到建筑物構(gòu)件位形中，進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)點定位也發(fā)生改變。在施工中通過控制桿件節(jié)點位移以達到調(diào)整結(jié)構(gòu)大廈整體位形的目的。具體作法為利用計算機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)點位移值，將此位移值反號疊加到桿件的設(shè)計空間位置上，則在實際施工中桿件的安裝采用這個新的空間位置定位，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，同時鑒于本大廈特殊的懸掛體結(jié)構(gòu)形式，外部環(huán)境對結(jié)構(gòu)安裝精度具有較大影響作用。對懸掛體整體位形的監(jiān)測應(yīng)選在日照前進行，減少陽光對測量儀器造成的影響，監(jiān)測行為應(yīng)每天都要進行，記錄數(shù)據(jù)，橫向?qū)Ρ葦?shù)據(jù)波動情形。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)胎架的方法進行在進行。在進行上層懸掛體施工時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，下層懸掛體因此會發(fā)生下?lián)稀Ｔ谶M行上層懸掛體施工時對下部懸掛體實施監(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)的方式進行，即首先調(diào)節(jié)最下部的懸掛體標(biāo)高，完畢后再對其上部一組的懸掛體標(biāo)高進行調(diào)節(jié)，以此類推，見圖7。
 

4 結(jié)語

貴陽國際會議展覽中心為具有多組、不對稱懸掛體結(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。針對本工程結(jié)構(gòu)特點和現(xiàn)場測量難點，制定出一套既滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝要求、有便于操作，可靠的測量、施工方案，過程層層把關(guān)，步步校核，監(jiān)測成果明確，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：
      【1】 張正祿．工程測量學(xué)．武漢：武漢大學(xué)出版社，2005．
      【2】 中國有色金屬工業(yè)協(xié)會．GB50026-2007 工程測量規(guī)范[S]．北京：中國計劃出版社，2008．
      【3】 JGJ/T8-97國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建筑變形測量規(guī)程（JGJ/T8-97）
      作者簡介：邵麒（1979-）中建鋼構(gòu)公司貴陽會展工程項目經(jīng)理，工程師 。
      聯(lián)系地址：武漢市武珞路456號新時代商務(wù)中心40樓（430070）。