迪拜塔广场测量施工方案FUSION数据系统

FUSION数据系统在迪拜塔测量中的应用JoëlVANCRANENBROECK,BelgiumDouglasMcLHAYES,DubaiIanRSPARKS,Australia关键词：数据处理系统GPS接收器高精倾角仪方型调节器FUSION数据摘要：近几年来，超高层建筑施工已引起大家的浓厚兴趣。对于这些超高层建筑建设过程也渐渐为人所知。强大的外力作用（比如，风压，阳光的单侧照射，以及其他单侧的荷载）导致这些建筑倾斜。因此这对我们的施工也提出了挑战。1导言INTRODUCTION1.1概述Overview迪拜塔位于阿联酋，她建成后总高度将超过800m。由于建筑高而细，因此施工过程中受到风荷载，塔吊荷载，施工顺序以及其他因素的影响而摆动。竖向结构采用爬模系统，建筑平面为蝶型，所以需要设置更多的控制点。施工工程中建筑不断摆动，因此有必要开发一个可以提供有效的控制点并可以使用的测量系统。预测的位移分析已经完成，并将可以传送施工精确定位的系统安装在模板顶层。有限的计算结果虽是可以利用的，但是监测需要精确完成。1.2建筑的移动BuildingMovements根据不同的构成，建筑的移动可分为三类。长周期的运动（LongPeriodMovements）这类运动一般周期为一周到6个月。◆筏板（或基础）不均匀沉降。随着筏板基础上荷载的增加，筏板不断的沉降。如果沉降不均匀，将导致塔楼结构的相应的倾斜。愿◆休筏板变形。随粱着施工进展，曲塔楼中心的荷只载不断加大，我筏板变形也逐趟渐加强。筏板箩的变形也就影比响着结构的垂蓝直状态。阅◆搬施工顺序。厅施工循环流水牲，每层的施工侵进度别在酬5-股7茄天。这将克导吗致整个建筑的缠重心味在垂直轴上相装应移动。见等图搭3韵。袍◆护建筑设计。搬随着工程进度铁，施工到不同跪楼层，建筑物耽的重心不断上寄升，并偏移最翼后理论上的设吹计垂直轴。穿◆故混凝土徐变和兔收缩毕。竖向结构长列期缓慢的细微水的徐变和收缩或，导致塔楼重胶心在一个较长剧时间内少量的偏偏移摆动薯。吃偏移上的总量将取决队于各个楼层的歉情况。贿每天拖的运动东Daily筝Moveme嘉nts塑以下这些因素城导致塔楼每天闹2愿4奏小时不断的运洁动。者◆怀光役照鹅的影响。龙光照的一面遇跃热膨胀贿，而相对的面至则不然。皇这样建筑顶端夺将背离太阳变借形。光照影响洽的数学模型表浊明允，调6违小时内温度浓差蒙1待0悠℃翼800刚m睬高的建筑顶端晋将当偏衬移州150m声m付。这样就等于餐，每小时在水勒平方向啊偏移蝴25m休m刃。因此每天对刺模板的控制影泄响最大的是誓光照的影响。哗虚动态的运动津Dynami次cMove罪ments侨以下一些因素内使漂塔楼推摆动鲜的判周期在悦1艺0冰秒悦到胳1控5故分钟。昼◆弹建筑物谐振。财根据该项目的凯结构工程师提借供的信息世，经建筑物运动的手在两个轴上搜（赚X技、赤Y虹轴破）自然周期易为盟10-1细1壁秒，如果屠每订0.优5糊秒记录一次定恰位数据，那民末尊3档0责分钟记录的数枝据形状就象一厕个不规则的椭虾圆。倘如果风速加大蕉这个椭眨圆姥“繁形刷状拿”嘱也陷随之孙加大。崖◆裤风压力。青风压将使建筑则重心移动功。移动的数量叙取决于风速，亿风向和结构方因面的因素。呀◆滚塔吊荷载。妖当塔吊提升或跃卸下负重梳，这都会加剧旋建筑物的利运卡动范围。这类府移动打在窑5-1迷5萄分钟内自由移挠动。当定位测抽量开始时有必蛾要薪停止塔吊的使吐用，以减少塔储楼自由偏移对胡定位测量的影卡响。皇荷载以及其他愧因素算将使塔楼偏移胸理论竖向轴线发，伤建筑本身的谐喝振也将使建筑葱物不断偏移到饲回复之间不断绿振券荡锦。测奖量系统绒必须冷考虑暮，吧允许施工过程凶进行，并保证及因塔楼在不断房运动而进行的森测量工作的蓝误差在允许范殃围内毅。例1.3提谋模板系统左Formwo丢rkSys菌tem吨每次混凝土浇葛注所用的模板字是由一系列许删多单体组成碎，每个都需要姨控制。每层设罗置稿了赢24永0面个嫩模板系统的个控制点挑。良采用传统的测寨量方法位，通过穿透楼仪板将初始的楼易层控制点投测脂到施工的作业仆面，已经不实倚用了。逼这个项目采用早后方缝交会法遭（奔R种esecti通on弯）费作为测量控制那的主要程序。牢1.4诚初始测量哲（既Initia溉lSurv宪eys咳）沸工程开始在束现场周围精确啄的设置糕6僚个永久的测量宏依据点。这些狂点唤用咐“去I絮”迁型钢柱，深入碑到地浓下枯15屈m伶，钢柱周围混郊凝土包围。在效钢柱至顶部浇注一个忍柱帽，以提供破一个坚固的工因作平台。垮这些控制桩裕用于所有的初初始吨测量定，并且是以后驼监测工作的依期据点。乳犯下部楼层邀Lower拳Levels穿由于模板需要徐大量的控制点橡，因此发展一丹种方法仅需要午一次测量即可新实现控制是很亦有必要的。建撒筑物坚固的部骗分是混凝土，宾所以要在其顶泉部新浇混凝土截表面上做标记偿。早总站设备也搭道在混凝土上宗，采用外部台志架上的标记进盐行后方交会法话定位。设在顶授部表面的标记即通过交会定位叨控制来确定。队精度与标记计互算相匹配。义当模板上升到宪上一楼层时血，这些标记窄偏移主要的工决作平台，甚至摔进了混凝土。痒模板后面的调楚节器可以根据刮标记进行重新踢定位。激从地面垫到由20咽层可以采用外啦控法进行控制畅。申由于从塔楼基陆础到上部只件有逆100-15柔0篇m辽的距离屿，兼垂直度观测证增实塔楼没有运念动谁。拍筏板测量数据险也显示拥，争没有谈因为坛细微的沉降导子致塔楼倾斜。路因此直接用此影方法进行模板怨测量校准是可穿行的。号逼上部楼层周Upper蒜Levels那由于施工不断块进行，建筑物芝不断升高，洲如伞1.党2驶中所述的连各种作用摆力之的综钻合影响，建筑雪物开始运动，世并且运动方向琴是任意的叨。慕2藏0没层以上腔在现场况采用外控法，斥已经越来越困仓难。粱离现场形距离最近的建谁筑也超刷过西500说m矩，因此也不可炼借用。扮在忠此阶段，企有必要采用一便种新的交会法衫和测量系统洗，要求其能纠赔正建筑物摆动扶所带来的偏差奶。也有必要安途装一种工具非以鉴别评在任何长时间著内建筑物最终飞的摆动情况，务以及判定塔楼柏在某个方向永摊久的校偏移济，以便想法去仿抵消殃。西2财洗核心筒测量系圣统吹（通COREW扔ALLSU交RVEYS黄YSTEM硬）藏结构的运动麦为精确测量充带来一些麻烦度。理论上讲，国我们必需准确冒的及刻的掌握理建筑物竖轴偏邀离设计竖轴有感多远，我们需镇要什确认仪器的宿坐标未精确。然而脂在很短时间在友两者之间确定清的胁一个每“法折中舍的液”螺（栋mea朴n匙）沈位置发就爱可以提供携了继一个合适的解叶决办法。甜2.1垂笼设备定位旷确定基（桐Instru体mentP聪ositio肝nDete伙rminat帮ion罚）腐在上部楼层，站我们鞋常蜂用筛GPS考静态们模式皇进行测量控制点。钟在顶部楼层的抗模板上瘦最少捧需要安装蜡3判个泪GP哄S例天线接收器。厉可倾斜的环型歉棱镜子放置在每个天修线下螺。吵TPS愉（经Total字Statio犹ninst律rument秒）放围在混凝土上陷，要使牛其循与蜜GP挖S哪之间通视挠。辫这样，时GP趣S伯和工TP员S撤组成测量系统汗。烂图驴1乏：高GP舍S页和环型棱镜装吸置胞静胜态廉GP等S半模型努，寒卫星信号数据爷每个1呆小时接收和记叙录一次。在此住期间聋，转TP侮S茧可用于测桑量侧GP者S路天线下棱镜的衫一系列的角度砌和距离。烧然后误，斯TP荐S还测量放置在新旗浇混凝土上的仇参照标志。因砖此，这些参照扰点即可用于控委制模板面。如该所述。涂观测躺完成之后，轰数据传回办公腐室进行处理甩。鄙GP茫S懂天线定位的计碑算，处理数据羽，假通闭过答AT50柴4镇天线和莱小卡筒GPSSp犹ide润r眨软件物不断飘返回正在运行拒的蛙GPS晓基俘站因莱程卡牢GPSGR托X120植0财。皱Origin胳al按:昌After讯comple吹tiono挎fobse炼rvatio明ns,da模tais仔return纹edto肉theof番ficef绍orpro傲cessin穷g.Com他putati舞onof秘GPSan庆tenna矩positi亮onsis芹carri译edout吹,proc荒essed课agains沫tdata系from昂aCont势inuous私lyOpe莫rating浊GPSR幸eferen梦ceSta词tionL鼓eicaG句PSGRX种1200P盏rowit将hAT50恒4chok路ering姨antenn欠aand溪Leica惜GPSSp蠢iders阿oftwar碰e,usi号ngLei如caGeo用Offic血esoft踢ware(此LGO).较图犬2胖：婚连续操作骡基准将站鹊用直方交会法躲计算出辜TPS翠定位。最后转此换羽成芬WGS8路4磁三维坐标括。材TPS趟坐标与当地坐姐标系统交会崇，酱做好所有罪标准的基准丈点骑（危refere罪nce昏mark艺）丰。这些步骤形烟成该项目测量秃装置蜓和挪基准叮点的坐标。斩一般多采用经旧纬仪作为双向给轴线的测量邪，它要求能通英视。为减少观意测过程因未对挺准观测对象的订影响，自从开虏始使用这类设侄备肾起抗，近现在桃还在沿用传统后的操作剧程序案。都今天剪，械已经考虑内置芒补偿器和特殊侮的固件追，以纠正因未乔对准而造成的疯错误。但是，效补偿器操作范陪围是有限的，换通常在熄弧度的岂6坏’础左右。掌操作者需将扫主轴粗略调准祥，使气泡旋（索bubbl退e雄）在刻度线内腥。此时，如果轧补偿器在可调杰整的范围之外举，必须手动重悔新对准粒（冰realig口n形）。脸当我杀们认为不断变有化的行为输完全作为建筑武的主轴，而不悦去校准吨本机的摆重力偶方向讯，击这个过程对于前熟练的操作者嚷来说生完全蜡不合旋时捕宜的些。贡排除这些限制吗，斧很有必要认为坛这些装置是局仆部的三维伟轴系统桃。根据观测（悄方向和距离）物，坐标计算是派一致的，但是则必须转材换避GP悄S盒天线定义的参碑考系（托refere汤ncefr激ame阀）。亭当旋我们训使丸用桥一个单一收的摧总站时秤，朵错误地将术简单的三维转尚换认为是类似怖的转换或赫尔自默特转换维。滩图蚕3耕：虎GP瞒S局主动控制点糖（臭GPSac方tivec奉ontrol拉point居s硬）惩2.2伶腐建筑物校准测朝定榨（女Buildi阔ngAli与gnment纹Deter音minati恋on土）姨核心筒测量系巡统（猛CWSS高）采飘用浪NIVEL2殃0潮0配双轴精确测角锣以精确判定塔尤楼在竖向调准畅。混斜角器测量倾呆角范围去在暗±0.烫2包″猎。施角度测量靠可应用于测算脑从筏板往上的侄倾角读数的垂传直距离，以提祸供一个计算图不表代替结构在蚀平面Ｘ和Ｙ方晨向的倾斜。酬总共活8条个精确所倾角铁仪腐构成辨一个景网络诱，即塔楼大约震每训20叔层作为一个施重工阶段。每个示装置固定在核矩心筒中央墙内千的盒子内尿，以免临时的西干扰。鸣当倾角仪起初涨安装好时粱，他们将根据材该层的测量控稍制辉从筏板基础往灰上垂直观测以偶进行校准所。一系列的观烈测将牺为建筑在得X护和童Y北方向的全偏移妹提供动一个及时的折卡中的幕位辰移摸值陵，勾并将用于以后惨的读数，输出绕结果将条反映桥塔楼在该层的漆调整值与竖轴型的关系。加倾角部仪将通狗过封RS-48兵5粒电缆蓝与局域网测量薯办公室运行岔的穷Leica搜GeoMo衬S斧软件的专用电另脑联系起来。委图姑4:跟倾角仪员与电脑连接抢2.3心核心筒测量系狂统锹（险CoreW休allSu葵rveyS摊ystem筐）贼GPS望基戏站杂，砍GP哈S劈接收器写，满圆形棱镜的天而线软，以及悦总站与精确界倾角仪刚网络连接，这选四个测量元素子就回组成疮了完整的惕Fusio响n挪数据系统。代图楚5:Fusi采o模n傻数据系统豆3俭重精度尊（膜PRECIS获ION蜓）丽在归CWSS扮系统中可能出搁现的差错检验篇指出刚，模板顺着结佩构垂直偏差数沟列进行校准，盖精度骤在依±15m阀m乌。押识别塔楼长期本的运动也是可寇能的禾，在任意一个难假定的方向税>20m惕m慕。赤4以涌分析垂（盏ANALYS给IS秧）风测量监测将提冲供筏板基础的航沉降和变形信阻息副，这些信息可发用于精确判定阅塔楼在某一层索的蛮由于这些因素筹的影响而产生彩的秒偏移。殊类似的桃方法隙可以源测量核心筒和缘柱的收缩和徐血变，用以推导烤塔楼扭运动誓的构成。筹建筑动态模型比已经发展，在玉任何指定的楼督层导出施工过挤程额、痒建筑物的设计呆以及光照雷作用岭的影响已经成并为可能扮。后比如，在控制功测量阶段，如杰果塔吊停止工芦作，仅仅保持方建筑物不确知扬因素而产生的率运动，那就归步于风的作用了伏。气象站应建芬在塔楼的三个号地方，温度、徒风速、方向等剩数据应该篇持续连贯项。歌如果需要采取驾纠错措施的话淋，分析将预先清显示在给定方岗向的长期运动揭。灭NIVEL2阅