国家体育场钢结构拆卸变形监测

1、国家体育场工程测量难点 及变形监测技术实践主讲人：马一心主讲人：马一心1 1、国家体育场工程概况、国家体育场工程概况2 2、工程测量的技术难点、工程测量的技术难点3 3、钢结构卸载变形监测技术实践、钢结构卸载变形监测技术实践u 国家体育场，因其外观独特的造型而被俗称为“鸟巢”。该建筑位于北京北四环路北侧的奥林匹克公园中心区，是2008年奥运会主会场，可容纳观众9.1万人，承担了奥运会开幕式、闭幕式和足球、田径等比赛项目。工程总占地面积20.4公顷，总建筑面积25.8万平方米，绿化占地面积7.9万平方米。地上高度69.21米，地下深度7.1米，东西长280米，南北长333米。屋顶开口，钢结构用钢

2、总量约4.2万吨。 国家体育场工程概况u “鸟巢”工程的建成不仅标志着建设者施工技术的创新和先进，而且从众多侧面和角度充分展示出精密施工测量技术，为保障其施工按设计要求，准确地实施发挥了重要作用。“鸟巢”工程从规划、设计、施工，一直到竣工、运营的每一步建设进程，测绘工作始终和她相伴而行，测绘工作者用智慧和汗水做出了本专业应有的贡献。 国家体育场工程概况 工程测量的技术难点 国家体育场结构在空间变化的不规则性、多样性、复杂性以及超大规模，增加了施工测量难度和困难，超出传统工程测量范畴，而且又无工程先例，更无工程经验。不论是地面拼装还是安装定位，测量工作都十分烦琐和困难，这些对工程测量的实施都提出

3、了挑战。同时，由于施工场地相对狭小，场地中的大型施工设备、运输车辆和重型起重机械的运行频繁，以及作业公司多，配合、协调、工作交圈难度大都给测量工作带来了很多意想不到的困难。1.需要快速建立高精度三维工程控制网需要快速建立高精度三维工程控制网 施工场地建筑材料，对测量控制点通视影响大，安装精度要求高，为满足施工要求，要根据工程进展情况随时快速建立高精度三维工程控制网，保证工程各阶段施工放样的需要。2混凝土结构施工测量精度要求高、难度大混凝土结构施工测量精度要求高、难度大(1)斜扭柱施工测量(2)看台板安装的高精度测量3钢结构安装施工测量精度高、难度大钢结构安装施工测量精度高、难度大(1)钢构件（

4、胎架）组装测量(2)钢结构安装测量4钢结构支撑塔架卸载变形监测难度大、责任重钢结构支撑塔架卸载变形监测难度大、责任重 钢结构78根支撑塔架卸载工程总卸载量大，卸载工作有一定的难度。5跑道施工定线测量精度要求高跑道施工定线测量精度要求高 跑道施工特点：跑道长度测量定位要求达到国际标准；跑道平整度、精度要求高。6施工测量管理难度大施工测量管理难度大 “鸟巢”总体测量工作有北京城建勘测设计研究院有限责任公司负责，下面还有十几个公司单位，因作业公司多，配合、协调、工作交圈不容易，施工测量管理和协调难度大。针对上述问题采取的措施： 1.应用卫星定位系统、智能化的全站仪及数字水准仪快速建立了覆盖整体工程的

5、高精度三维工程控制网。加密精密导线网和精密水准网。 2.采用强制对中标志，有效减少了测量误差。 3. 开发和应用基于智能化全站仪、激光和通讯等技术的集成式精密空间放样测设技术。（Trimble R8 GNSS GPSTrimble R8 GNSS GPS接收机、接收机、LEICA TCA2003LEICA TCA2003智能化全站仪）智能化全站仪） 4. 应用激光扫描等技术对整体工程设施的空间形态进行实时或准实时的精确检测和完整记录，形成了对整体工程实施动态与静态变形监测的自动化技术和方法。 5.建立、健全了各种工程测量项目的质量安全管理体系，以及各项工程测量项目的监督制度，确保了工程测量成果

6、的可靠性与完整性。 钢结构卸载变形监测技术工程概况： 国家体育场主体钢结构，采用78个临时支撑点（塔架）分段（共分成182段）高空散装焊接而成。在主体钢结构合拢后，需对临时支撑塔架进行分阶段整体卸载，使鸟巢钢结构屋面由临时塔架的支撑逐步转换为自身承重状态。 钢结构卸载变形监测技术变形观测点的位置 卸载过程中钢结构变形最大的部位是内环桁架梁，在主结构内环桁架梁0度、90度、180度和270度四个轴线方向及四个像限的45度方向附近上、下弦各置一个结构变形监测点，并尽可能让同一方向线上的上、下弦监测点处在同一垂直线上，主结构内环桁架梁共布设16个监测点。另外在东、西、南、北方向四个支撑塔架上，各布设

7、了一个支撑塔架变形监测点，总共布设了20个监测点。 钢结构卸载变形监测技术变形测量方法的选择 由于卸载步骤为每小时进行一步，其中包括油缸升降、对监测点进行观测、监测数据计算及对三个监测单位的数据汇总分析整理，并报告信息中心，信息中心专家综合研究确定下一步卸载动作并报告指挥部，由指挥部下达卸载指令。 卸载过程中，结构上不能有人，而且必须在20分钟内提交数据，为节约时间，用反射片代替棱镜。 利用反射片精度要低于棱镜，通过模拟实验进行评估。变形测量程序和方法 在卸载前三天开始，在卸载前三天开始，连续三天对所有监测连续三天对所有监测点分早、中、晚三次点分早、中、晚三次观测，同时记录时间观测，同时记录时

8、间和温度，掌握钢结构和温度，掌握钢结构日变形情况日变形情况。当当变形量很接近，变形量很接近，且变形趋势和变形且变形趋势和变形数据与千斤顶油缸数据与千斤顶油缸升降成正相关时，升降成正相关时，将监测数据提交给将监测数据提交给信息处理中心。信息处理中心。完成每一监测点均由每一监测点均由两台仪器同时监两台仪器同时监测，每一步卸载测，每一步卸载监测工作的时间监测工作的时间必须在必须在20分钟分钟内完成内完成。仪器自动采集仪器自动采集和人工记录同和人工记录同时进行。对两时进行。对两种方法采集的种方法采集的数据分别进行数据分别进行处理并对结果处理并对结果进行核对进行核对。核对无误后，再与其他两台仪核对无误后，再与其他两台仪器观测所得的监测数据进行对器观测所得的监测数据进行对比分析，确认三台仪器观测所比分析，确认三台仪器观测所得到的变形趋势一致得到的变形趋势一致。 钢结构卸载变形监测技术 钢结构卸载变形监测技术卸载结束后的监测 卸载结束后每天在相同时间段对结构的稳定性进行监测，