某復雜異形鋼結構工程空間測量定位技術

摘 要：文章主要闡述在某復雜的異型鋼結構工程中，利用犀牛Rhinoceros和Autocad軟件完成3D實體建模，利用全站儀等先進儀器，對鋼結構進行空間測量、糾偏、定位、安裝的技術。

關鍵詞：異型鋼結構；3D建模；全站儀；空間測量定位

引言

工程概況：該工程建筑面積4800平方米，地上2層，地下1層，建筑高度19.2米，主體框架剪力墻結構，立面為雙曲面鋁板造型，形如蓮花瓣，見圖1。

1 鋼結構安裝偏差控制的三級原則

首先用主體鋼結構糾正土建偏差，其次用二次鋼結構糾正主體鋼結構偏差，再次用花瓣造型鋁板消化二次鋼結構偏差。主體鋼結構由總包單位施工，已經完成。二次鋼結構（花瓣造型鋁板龍骨）和鋁板面材由幕墻公司施工。本工程結合具體實際，選擇全站儀和經緯儀、水準儀等配合完成二次鋼結構的測量、糾偏、定位、安裝工作。

2 用設計指導生產安裝，通過生產實踐優化設計思路

蓮花瓣造型為雙曲面鋁板，二次鋼結構采用單曲面鋼結構造型，設計階段需借助犀牛Rhinoceros和Autocad軟件完成3D建模。空間定位坐標點（X，Y，Z）的理論值選取也需要在3D模型中選取。通過現場測量、糾偏、修正3D建模。3D建模技術的應用，將復雜的施工現場和復雜的空間結構有機的結合在一起，通過計算機模擬，修正偏差，調整模型，優化結構，從而滿足建筑設計和現場安裝要求。

3 測量、糾偏、定位、安裝的基本過程

（1）總控制網的復核和花瓣鋼結構施工控制網的建立。復核總包單位提供的軸線、標高、基準點。復核合格后，對軸線、標高進行引測，建立符合花瓣鋼結構安裝要求的施工控制網，圖4為鋼結構基礎軸線和測量基準點，即鋼結構工程坐標0點（X=0，Y=0，Z=0）。空間定位點坐標值（X，Y，Z）均以相對零點為基準點測量。

（2）蓮花瓣3D建模和鋼結構龍骨3D放樣。花瓣龍骨采用單曲面鋼方管拉彎龍骨，由于面材為雙曲面鋁板造型，因此需局部增加調整角鋼來減少雙曲面和單曲面轉換造成的偏差，見附圖2。3D放樣環節是將設計理念變成實際工程的前提條件，通過放樣，發現問題，解決問題，為生產做好技術準備。

（3）桁架組焊。3D建模結束后，開始鋼龍骨生產、加工、組焊。根據工程結構特點，便于吊裝和空間定位調整，采取化整為零的方式，將花瓣鋼龍骨網架分解成若干小桁架，桁架組焊偏差控制遵循桿件以大面定小面，以長件控短件，嚴控關鍵尺寸，按圖施工的原則。

（4）空間定位點編號，理論坐標值的量取。依據3D模型，統一基準軸線和測量基準點，見圖4，將桁架和空間定位點進行編號，并量取坐標點的理論坐標值（X，Y，Z），做好記錄。空間定位點一定要標識明確，編號有序，基準0點準確無誤。

（5）空間定位點的現場測設。鋼桁架組焊結束后，按照圖3進行定位點標識。與此同步，進行空間定位點的現場測設，測設需遵循以大定小、以長定短、以精定粗、先整體后局部的測設原則，用科學手段減少測設偏差。利用全站儀，找到各空間定位點（X，Y，Z）在施工現場的實際位置，并明確標識，要求標識點明確，標識桿穩固。測量時注意測量的時間，溫度，風力，采取多角度測量，多次測量，折中平衡的原則。

（6）鋼桁架的吊裝、定位、固定。空間定位點現場測設完畢后，進行鋼結構桁架的安裝，合理選擇吊裝設備，將桁架定位點和空間標識點吻合。當理論值和實際值產生偏差時，及時復核，找出偏差原因，進行修正。桁架定位后，要進行整體復測，對軸線，標高，分格最終確認，準確無誤后，固定桁架，然后進行防腐，防火，保溫，封修等后續工序。

4 結束語

異型鋼結構工程，放樣在前，施工在后，現場視覺模型合格后，方可進行批量生產。空間定位是施工的關鍵點，施工過程中重點把握測量、糾偏、定位、復測、固定的施工順序，并充分利用現代測量儀器和3D建模技術，將理論和實踐完美結合。

參考文獻

[1]GB50026-2007.工程測量規范[S].

[2]冷超群.建筑工程測量[M].南京大學出版社，2013.7.

作者簡介：王德國（1978-），男，工程師，2002年畢業于長春理工大學，工學學士，長期從事幕墻設計及施工管理工作。