剖析鋼結構工程測量難點及變形監測技術

   日期：2017-07-25

一、國家體育場工程概況

國家體育場，因其外觀獨特的造型而被俗稱為“鳥巢”。該建筑位于北京北四環路北側的奧林匹克公園中心區，是2008年奧運會主會場，可容納觀眾9.1萬人，承擔了奧運會開幕式、閉幕式和足球、田徑等比賽項目。工程總占地面積20.4公頃，總建筑面積25.8萬平方米，綠化占地面積7.9萬平方米。地上高度69.21米，地下深度7.1米，東西長280米，南北長333米。屋頂開口，鋼結構用鋼總量約4.2萬噸。

“鳥巢”工程的建成不僅標志著建設者施工技術的創新和先進，而且從眾多側面和角度充分展示出精密施工測量技術，為保障其施工按設計要求，準確地實施發揮了重要作用。“鳥巢”工程從規劃、設計、施工，一直到竣工、運營的每一步建設進程，測繪工作始終和她相伴而行，測繪工作者用智慧和汗水做出了本專業應有的貢獻。


二、工程測量的技術難點

國家體育場結構在空間變化的不規則性、多樣性、復雜性以及超大規模，增加了施工測量難度和困難，超出傳統工程測量范疇，而且又無工程先例，更無工程經驗。

不論是地面拼裝還是安裝定位，測量工作都十分煩瑣和困難，這些對工程測量的實施都提出了挑戰。同時，由于施工場地相對狹小，場地中的大型施工設備、運輸車輛和重型起重機械的運行頻繁，以及作業公司多，配合、協調、工作交圈難度大都給測量工作帶來了很多意想不到的困難。

01 需要快速建立高精度三維工程控制網

施工場地建筑材料，對測量控制點通視影響大，安裝精度要求高，為滿足施工要求，要根據工程進展情況隨時快速建立高精度三維工程控制網，保證工程各階段施工放樣的需要。


02 混凝土結構施工測量精度要求高、難度大

1）斜扭柱施工測量；
2）看臺板安裝的高精度測量。


03 鋼結構安裝施工測量精度高、難度大

1）鋼構件（胎架）組裝測量；
2）鋼結構安裝測量。

04 鋼結構支撐塔架卸載變形監測難度大、責任重

鋼結構78根支撐塔架卸載工程總卸載量大，卸載工作有一定的難度。


05 跑道施工定線測量精度要求高

跑道施工特點：跑道長度測量定位要求達到國際標準；跑道平整度、精度要求高。


06 施工測量管理難度大

“鳥巢”總體測量工作有北京城建勘測設計研究院有限責任公司負責，下面還有十幾個公司單位，因作業公司多，配合、協調、工作交圈不容易，施工測量管理和協調難度大。

針對上述問題采取的措施：

1）應用衛星定位系統、智能化的全站儀及數字水準儀快速建立了覆蓋整體工程的高精度三維工程控制網。加密精密導線網和精密水準網。

2）采用強制對中標志，有效減少了測量誤差。

3）開發和應用基于智能化全站儀、激光和通訊等技術的集成式精密空間放樣測設技術。（Trimble R8 GNSS GPS接收機、LEICA TCA2003智能化全站儀）

4）應用激光掃描等技術對整體工程設施的空間形態進行實時或準實時的精確檢測和完整記錄，形成了對整體工程實施動態與靜態變形監測的自動化技術和方法。

5）建立、健全了各種工程測量項目的質量安全管理體系，以及各項工程測量項目的監督制度，確保了工程測量成果的可靠性與完整性。