異形金屬屋面網架提升過程中的監控量測

韋迎鋒 楊文杰

（中交四航局第三工程有限公司）

0 引言

本項目測量主要理念為BIM結合全站儀測量實現異形金屬屋面網架在提升過程中的監控量測，實時了解網架實際變形情況，從而向現場施工部門第一時間反饋監測信息，方便現場及時采取有效措施，防止屋面網架損壞，確保屋面網架提升過程中的質量和安全，確切反映屋面網架的實際提升程度和提升趨勢，同時也為屋面網架質量的評定提供客觀的參考依據。

1 工程概況

本項目位于海口新海港區汽車客貨滾裝碼頭工程的陸域，用地面積365617m2，總建筑面積83210m2，其中地上建筑面積76417m2，地下建筑面積6793m2。樞紐站為一棟首層架空的T字形建筑，主體橫向南北長度約574m，縱向東西長度約395m，結構整體設四個伸縮縫，將結構分為南北指廊、中心區、集散區四個結構單元。建筑總高度46.6m，地上3層（局部4層），地下室1層。

2 網架提升流程

2.1 網架提升背景

網架各個提升點要求同步提升，同步精度要求高，網架部分區域撓度變形較大，網架提升的面積和自重較大，首片提升的鋼屋架位于集散區，長92m、寬53m，重達497t。通過十臺液壓提升器連續兩個半小時連續不間斷作業，成功將鋼屋架提升7.91m，提升后鋼屋架最高點離地面30.4m。

2.2 網架提升流程

提升流程見圖1。具體步驟如下：

圖1 提升流程圖

步驟1：安裝兩排支承立柱（共10個），網架/桁架結構在平面投影正下方的拼裝胎架上拼裝，并組裝焊接成整體（首先安裝軸間結構及兩端的部分懸挑結構），與立柱連接的桿件先不安裝，下吊具附近進行局部加固處理，并安裝下吊具。

步驟2：在柱頂安裝提升支架及液壓提升器、在吊具內安裝專用夾緊地錨、安裝承重鋼絞線；使承重鋼絞線連接專用地錨和液壓提升器，連接液壓油管、布設通訊訊號線等液壓提升設備設施，組成液壓提升系統，提升系統調試；鋼絞線預張緊，使其受力基本均勻。

步驟3：啟動同步提升系統，各提升吊點同步加載至結構離地約50mm，設備鎖定暫停，靜止12h，全面觀測、檢查。

步驟4：靜止12h后全面檢查確認提升臨時設施（吊點）同步提升控制系統以及網架/桁架本體等均處于安全情況下或在可控范圍之內，繼續整體提升作業，提升期間如測量發現測點提升高度不統一，則需進行單吊點微調處理。

步驟5：繼續整體提升作業，期間每提升5m測量各吊點的提升同步性，當即將到達設計標高時放緩提升速度（最后1m位置），精準就位，保證網架提升高度與施組設計要求一致，鎖緊液壓提升器，補裝立柱周邊桿件并進行焊接作業，檢測合格后卸載液壓提升器。

3 網架提升監測方法

3.1 監控量測點位的布設

在網架提升過程中，為了便于對網架變形進行觀測，在網架下弦設置了半永久觀測點，該點采用抱箍懸掛在靠近球節點的下弦桿上，下端懸掛一四方體（長寬高均為5cm），在四個側面和底面各粘貼一個反光片，從球心到反光片的總長度50㎝。本次提升區域為集散區，軸線跨度為B軸～G軸，按變形撓度最大處共布設9個監控量測點位。

3.2 監測方法

采用全站儀免棱鏡模式跟蹤監測的方法，獲取異形金屬屋面網架提升過程中金屬屋面網架變形量及不均勻的提升高度值（當存在吊點同步不均時，最大值高低差預警值為20mm），了解網架實際變形情況。具體如下：

當首次啟動同步提升系統后，各提升吊點同步加載至結構離集散區二層板面約50mm，設備鎖定暫停，靜止12h，全面觀測、檢查網架是否沉降，記錄原始數據。

網架再次繼續提升大約距離二層板面5m處停止提升，全面觀測對比網架各提升點是否有不均勻提升。本次提升區域為本項目的集散區，理論設計提升高度為7.91m，當提升高度達到6.91m時，放緩提升速度，進行各吊點微調處理，提升至設計高度時進行復測，復測結果與設計值一致時鎖緊液壓提升器，補裝立柱周邊桿件并進行焊接作業，檢測合格后卸載液壓提升器。

3.3 監測數據對比

監測數據見表1～表5。

表1 提升前原始數據

表2 提升5m數據

表3 提升距設計1m數據

表4 實測提升到頂數據

表5 設計提升到頂數據

提升到頂后經監測數據對比（表6），提升過程中各提升吊點均能同步提升，提升過程中沒有出現不均勻的提升高度，有效避免了因為“提升”原因造成屋面網架結構的破壞或者產生影響結構使用功能的一系列問題，而造成不必要的經濟損失。

表6 提升到頂較設計偏差值

4 網架提升監測結果分析對比

該提升區域為本項目的集散區，共6條軸線，每條軸線上復測4個“球”基點，總共復測24個“球”基點，設計坐標為BIM軟件提取的空間坐標，利用BIM軟件提取“球”基點的設計中心坐標及高程，然后用全站儀免棱鏡模式對“球”基點表面進行測量，若測得球體表面任意一點到球體設計中心點位的距離等于球體半徑則合格，反之則記錄偏差。見表7、表8。

表7“球”基點設計坐標

表8“球”基點實測坐標

復測結果分析對比：卸載后與原設計值基本接近，符合設計要求。見表9。

表9“球”基點復測坐標差值

5 結語

本次屋面網架提升過程采用了BIM軟件與全站儀相結合的測量模式，相比傳統測量方法更加準確、高效、直觀、不容易出錯。在屋面網架提升前對網架提升自重荷載進行了各項精確計算，制定了詳細的提升監測方案，在后續的提升過程中也證明該提升方案的可行性。該方案不僅保證了結構施工質量、消除了很多安全隱患，也加快了施工進度、縮短工期，取得了良好的應用效果。