摩天轮安装测量方案与精度控制措施

摩天轮安装测量方案与精度控制措施1安装测量方案为了保证慈海桥施工测量的要求，首先应建立施工控制网，然后进行精度评定，在确认网形满足精度要求的前提下，充分利用全站仪的三维坐标功能和自由设站功能进行放样。1.1.测量方案编制依据 本工程所应用的规范、规程及设计文件（1）《工程测量规范》（GB50026-93）（2）《城市测量规范》（CJJ8-99）（3）《GPS全球定位系统测量规范》（CH2001-92）（4）《观览车类游艺机通用技术条件》(GB18164-2000)（5）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）（6）《建筑刚结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）1.2.测区现有资料分析 （1）平面系统、高程系统 平面系统：平面系统采用1990年天津市任意直角坐标系，高程采用天津市93年大沽高程系。（2）资料来源及情况 会同监理从业主及天津测绘院手中接过所交桩点。1.3.施工中使用的主要的测量仪器仪表序号名称精度测角精度数量（台）1NET1200测距2+2PPM1"12拓扑康AT-G20.4mm/km11.4.施工控制网的建立及自身精度评定依据《观览车类游艺机通用技术条件》(GB18164-2000)中规定两立柱中心线离与其设计值的误差不大于1/1000.（3.3.2）而天津慈海桥两人字架间最小距离为21.000m。21.000×1/1000＝21mm主轴倾斜度公差不大于其两端轴承中心线距离的1/1500（3.4.1）14×1/1500＝9.3mm为了减小误差，利用全站仪的自由设站功能，设P为放样点。在P点安置反射镜，仪器测定P点相对测站点的斜距D、天顶距Z和水平方向值α。则P点相对测站点的三维坐标为：X=D·sinZ·cosα

Y=D·sinZ·sinαH=D·cosZ

实际上，由于全站仪的前述性能，上述计算工作由仪器自动完成，并立即在显示屏上显示其相应的坐标(也可自动记录在电子手薄内)。由于其计算工作由仪器的计算程序在现场自动完成，因而杜绝了人工计算出错的机会，同时提高了速度。按照测量理论，从上述计算式可求得三维坐标法放样精度为：

Mx2=MD2·sin2Z·cos2α+D2·cos2Z·cos2α·M2Z/ρ2+D2·sin2Z·sin2α·M2α/ρ2（1）

MY2=MD2·sin2Z·sin2α+D2·cos2Z·sin2α·M2Z/ρ2+D2·sin2Z·cos2α·M2α/ρ2（2）MH2=MD2·cos2Z+D2·sin2Z·M2Z/ρ2（3）放样点坐标误差为Mp2=Mx2+My2（4）将（1）、（2）Mα=MZ带入（4）得 Mp=建立高等级的控制网如下：控制点采用现浇混凝土中预埋钢板。因为G8、G16不通视，所以先计算出P点的坐标作为已知点。以G8和P点的连线作为一条基线，然后进行闭合导线的测量，结果如下。L表示临时点，P、A、B、C点表示为永久控制点。（现浇混凝土中预埋钢板）边角后方交会计算工程名称：天津市慈海桥工程G16点G8点夹角APB(°'")待求点PX(m)Y(m)AP距离X(m)Y(m)BP距离X(m)Y(m)302989.48398381.564154.620302873.94298134.985126.5441510014302894.022098259.9281导线严密平差计算表点名观测角度(°'")角度改正(")方位角(°'")边长观测值(m)边长改正数(mm)边长平差值(m)坐标X(m)Y(m)G8302873.94298134.985805212P15409340.02302894.02298259.928550146169.562-0.51169.561A17332210.90302991.20798398.875483408126.116-0.43126.116L126659531.60303074.66198493.430135340272.387-0.7672.386B8405291.39303022.97298544.105393933108.986-0.30108.986C3205242.04303106.87598613.6622514459180.2660.70180.267L215820281.35303050.42198442.4632300528236.1670.46236.167L320843530.06302898.90398261.3072584921128.7640.74128.765G820251-0.36302873.94298134.985805212P302894.02298259.928备注Wa=-7.00"Wx=-12.55mmWy=9.75mm测角中误差=2.238"Ws=15.89mm1/T=1/64321精度评定表工程名称：天津市慈海桥工程等级：精密导线点名点位中误差误差椭圆参数高程中误差(mm)相邻点位误差(mm)方位角中误差(")边长中误差(mm)边长相对中误差Mx(mm)My(mm)M(mm)A(mm)B(mm)F（度分)P2.321.971.661/10万A1.641.632.321.661.6237562.312.651.651/76407L12.652.433.592.922.09142522.013.061.701/42673B3.312.284.013.402.13162242.333.121.651/65869C4.142.825.014.512.19153062.832.621.661/11万L22.572.383.502.842.05141452.821.981.681/14万L31.111.621.961.651.0675381.961.711.651/78032G8导线图1.5.控制网对摩天轮的精度分析与精度估算我项目部所使用的全站仪的测距精度2+2ppm，测角精度1"，为了安全起见，取Ⅱ级全站仪的精度2+2ppm，所以测角精度取2"因此，Mα=MZ=4"摩天轮顶高程119.8m，地面平均高程为4米，竖直高度为115.8m。点号PABC各点至摩天轮轴中心的坐标方位角a（°´"）50353746221934952192745007各点至摩天轮顶的斜距（m）365.549212.353147.897144.324sina0.77260.723-0.1758-0.9964cosa0.63480.6899-0.98440.08429Z（°´"）713153565847383845363839cosz0.31670.54490.78100.8023sinz0.9480.8380.62450.5968Mx（mm）5.623.2532.6361.678MY（mm）5.0193.2321.8222.262Mp（mm）7.53494.5863.20442.816MH（mm）6.7763.6942.5362.483取两倍的中误差作为限差列表如下：点号PABC限差2MX（mm）11.246.5065.2723.356限差2MY（mm）10.036.4643.6444.524限差2MP（mm）15.0699.1725.0725.632限差2MH（mm）13.557.3885.0724.966表1结论：从以上可见P点的中误差最大，2Mp＝15.069mm<21mm；2MH＝13.55mm>9.3mm可见，此P点设站不能用于高程测量，但可用于平面测量，同理可知A、B、C三点可设站进行三维坐标测量测量。1.6.水准网的建立及精度分析水准测量路线示意图转点转点水准路线平差计算表工程名称：天津市慈海桥工程等级：精密水准点名距离(m)高差观测值(m)高差改正数(mm)高差平差值(m)高程(m)BM15.03342.45-0.9465-0.02-0.947A4.08684.782-0.1856-0.04-0.186转13.90184.7820.1804-0.04+0.180P4.08184.782-0.1805-0.04-0.181转23.90184.7820.1859-0.04+0.186转34.08742.450.9465-0.02+0.946BM15.033备注Wh=0.20mmΣD=424.0m水准路线平差计算表工程名称：天津市慈海桥工程等级：精密水准点名距离(m)高差观测值(m)高差改正数(mm)高差平差值(m)高程(m)BM15.033195.504-0.3786-0.22-0.379B4.654108.968-0.6661-0.13-0.666C3.988108.9680.6669-0.13+0.667转44.655195.5040.3785-0.22+0.378BM15.033备注Wh=0.70mmΣD=608.9m计算：高岩日期：2005.12.17高程成果表点号高程(m)备注BM15.033P4.081A4.086B4.654.C3.9881.7.构件安装定位测量方法简述一般情况下，各脚点能直接测量坐标。个别情况下因爬架、脚手架等杆件影响通视时，可通过棱镜杆的长度调整或改变反射片位置的方法，或在局部范围内进行偏距测量或移动测站等方法解决各点的通视问题。各部位测量方法见下表，详细另见各分部施工的相应专项测量方案。序号施工部位放样方法1塔脚测点标识，三维坐标测量，实测与理论值对比，构件微调定位2塔腿测点标识，三维坐标测量，实测与理论值对比，构件微调定位3塔中测点标识，三维坐标测量实测与理论值对比，构件微调定位4塔端测点标识，三维坐标测量实测与理论值对比，构件微调定位5轮轴测点标识，三维坐标测量实测与理论值对比，构件微调定位6摩天轮测点标识，三维坐标测量实测与理论值对比，构件微调定位7桥梁测点标识，三维坐标测量实测与理论值对比，构件微调定位各施工部位的测量检查内容见下表：序号测量检查部位测量检查内容单元件组对后、拼焊前拼焊后吊装后空中焊接后1塔脚形体几何尺寸误差、样冲眼的点位误差、放样后样冲眼的点位误差2塔腿形体几何尺寸误差、样冲眼的点位误差、放样后样冲眼的点位误差3塔中形体几何尺寸误差、样冲眼的点位误差、放样后样冲眼的点位误差4塔顶形体几何尺寸误差、样冲眼的点误差、放样后样冲眼的点位误差5平衡索心度、索长、6稳定索标高、索头角度、双耳环、索长、销轴7轮轴高程、轴心位置为保证三叉块合拢及轴承定位精度特别要对测量温度和气压予以控制见下表：

各施工阶段及部位检测规定及规范施工阶段形体几何尺寸误差（mm）样冲眼的点误差（mm）放样后样冲眼的点误差（mm）外界条件依据温度（15~20℃）气压Xyz塔脚预埋件安装长度±2、宽度±2对角线≤2平面度≤41～2±5±5±5早晨6：00～9：00之前用气压表随时改变气压（1）、（5）塔脚安装同上1～2±5±5±5同上同上（1）、（5）塔腿安装同上1～2±5±5±5同上同上（1）、（5）三叉块安装同上1～2±5±5±5同上同上（1）、（5）塔顶安装同上1～2±20±20±20同上同上（1）、（5）、（7）轴承安装51～2±5±5±15同上同上（1）、（4）对口错边3同上同上（5）注：（1）《工程测量规范》（GB50026-93）（2）《城市测量规范》（CJJ8-99）（3）《GPS全球定位系统测量规范》（CH2001-92）（4）《观览车类游艺机通用技术条件》(GB18164-2000)（5）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）（6）《建筑刚结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）（7）图号110GC-00-00(1/2)

天津慈海桥人字架钢结构形体检查记录监理单位：施工单位：承包单位：编号：工程名称工程编号项目名称日期检测器具及编号测量器具检定日期钢构件示意图：测量项目允许偏差实测偏差1形体尺寸±2长±2宽±2高±2对角线±4平面度2样冲眼距轴线误差3样冲眼放样测量误差xyz测量人员：年月日检验员：年月日测量工程师：年月日监理工程师：年月日

1.8.塔脚预埋件和塔脚的定位为了保证塔脚的精确定位，首先应进行塔脚预埋件的定位，在预埋件轴线上打样冲眼。（1）样冲眼的尺寸规格是：直径1～2mm、深0.5～1.5mm的坑点。（2）样冲眼要有十字线（或十字线点）进行标识，十字线点范围为100×100mm。如下图：（3）人字架样冲眼十字线点100×100mm的范围内出厂时不喷漆，待工地安装完毕以后统一喷漆覆盖。（4）除已给样冲眼布置图的各节段以外，其它节段的每个面板的面只打纵轴线样冲点，轴线两头的样冲点位于距该构件纵轴线端部0.5米处。=8\*GB3⑧=7\*GB3⑦=6\*GB3⑥=5\*GB3⑤=4\*GB3④=3\*GB3③=2\*GB3=8\*GB3⑧=7\*GB3⑦=6\*GB3⑥=5\*GB3⑤=4\*GB3④=3\*GB3③=2\*GB3②=1\*GB3①NM321=9\*GB3⑨其中①②③④⑤⑥⑦⑧⑨为单元吊装顺序，M、N为塔脚两个面，（4）桁架定位桁架底版（单元①、②、③）定位，通过全站仪直接在①、②、③单元底面下的预埋H型钢上精确放样限位板位置。限位板为每边两个，规格10mm厚钢板，限位板型式见下图：单位：mm当1单元吊装时，首先通过限位板粗略定位，然后将棱镜置于1单元的洋冲眼上，进行动态高精度定位，利用全站仪的跟踪测量功能，实时调整1单元的空间位置，2、3单元定位同1单元定位方法。④⑤⑥⑦⑧单元的定位也用限位板进行限位后，用拉线、吊线方法控制竖直度。（5）塔脚定位待9单元定位后，进行塔脚的定位，吊装过程中注意塔脚预埋件的姿态调整，首先沿9单元H型钢焊接限位板，塔脚预埋件及塔脚定位如图塔脚首先进行粗略定位，在塔脚上表面利用八个洋冲眼位置（M、N面各四点）其中M面用棱镜，N面贴索佳反射片，进行三维高精度定位。利用全站仪的跟踪测量功能，洋冲眼位置如下图M面的平面洋冲眼位置布置图（6）定位检测：通过3节的精度估算，高精度定位时（调整钢桁架和塔脚位置），对所有洋冲眼位置进行检测要求轴线小于5mm后作好记录，并作出分析结论，为下步施工提供可靠的数据。因通视或其它原因每面至少取三点进行测量点号设计实量（理论）实测△x限差5mm△y限差5mm△z限差5mmxyzxyzxyz顶面外腹板1.9.人字架的定位人字架定位可进行和塔脚相似的测量方法，但因人字架较高、又和轴承连接所以在测量方法上又有所区别，顶板在放样时采用棱镜、腹板采用反射片的方法进行测量。人字架的样冲眼的位置详图如下1.10.稳定索、张拉索定位与检测稳定索、平衡索定位仍然采用三维工业测量方法。（1）稳定索定位先检查塔腿上稳定索双耳环位置（使用棱镜作为测量目标）。（2）双耳环定位检测后，在销轴中心贴反射片进行精确放样。双耳环销轴中心检测合格后，稳定索位置定位已完成。然后进行稳定索的安装。（3）平衡索检测。用棱镜即可直接在塔腿上检测平衡索的索道管的中心位置，合格后进行平衡索安装。1.11.轴承定位（1）因塔顶的定位直接影响轴承的定位精度，因此应在塔顶处8cm封板下严格控制高程，使两个塔顶8cm封板高程一致.同时严格检查塔端及轴承法兰板的相对位置关系。如下图打完样冲眼后进行轴承中线检测，和塔顶的三维位置检测，用全站仪进行三维位置检测，安装轴承时同时用水准仪检查轴承两端的相对高差，各点均达到规范要求后，即可认为已完成轴承定位。2.安装偏差与精度控制措施空间尺寸定位、测量与姿态控制调整、焊接收缩变形、重力弹性变形、温度效应变形、测量误差、组对误差及误差累计、安装组对各阶段尺寸预留、调整及局部与整体尺寸控制组对误差，变形，温度效应的控制方法人字架各段在出厂之前先进行检验，同时对预拼装结果要有个详细的记录，然后在现场塔腿各段的拼接控制其轴线偏差在容许范围之内，组装完使实际塔腿长度应调整到理论长度。同时预测塔腿提升自重扰度影响后塔腿长度。因为塔腿上口各点应满足设计要求坐标，所以中心块在提升之前可以根据现场测量计算结果调整尺寸，同时根据下游塔腿及中心块调整其高程偏差及错位偏差。塔端提升之前先对测定下层顶标高，然后根据测量数值调整塔端长度尺寸，等其焊接完后，再测其顶面，以此来调整两塔顶高程偏差。同时，由于提升施工在夏季进行，所以提升时间在早晨，以减少温度对钢结构的变形误差。在施工现场建立一个预测-施工-观测-识别-反馈-调整的反复循环过程，从而保证组对误差，变形，温度效应的控制不超出图样和现行标准允许的误差范围。人字架合拢前一周要对温度、气压进行记录并进行分析。2.1.钢卷尺应通过测量器具的鉴定与校准。使用钢尺应注意以下几点：温度改正数=0.000011（t-t0）L式中L-----测量长度；t--------测量温度；t0------------------标定长度时的温度，20℃标准拉力：按制造场的标准，匹配拉力的夹具，拉力计数器进行测量。尺的精度改正数=W2L3/24T2式中W-----------------钢卷尺，kg/m；L----------------钢卷尺的长度，m；T----------------量距时的拉力，kg。建立统一的测量仪器、钢尺精度要求，为减少不必要的测量误差，从钢结构加工，土建基础放线、构件安装，应该使用经过统一校核的钢尺。校核时，使用标准弹簧称、钢尺精度可达到0.1mm。标准读数=实际读数+温度校正数+钢尺修正值。

对记录数据进行分析，分析出每天一个时间段内塔脚及三叉块随温度变化最小的范围的时间段记录塔脚、三叉块随温度气压的变化（合拢前一周）内）温度、气压观测记录（合拢前一周内）进行合拢测量在温度影响最小时间段内进行三叉块合拢测量

2.2.人字架的施工过程监测对记录数据进行分析，分析出每天一个时间段内塔脚及三叉块随温度变化最小的范围的时间段记录塔脚、三叉块随温度气压的变化（合拢前一周）内）温度、气压观测记录（合拢前一周内）进行合拢测量在温度影响最小时间段内进行三叉块合拢测量人字架上有6个永久控制点，其中4个分布在4个塔腿外侧上，2个分布在塔顶上，在施工过程的不同阶段进行监测。施工过程及顺序永久观测点号（见图纸）监测周期塔腿吊装完成1、2、3、4第一周内每天，以后每周三叉块安装完成1、2、3、4第一周内每天，以后每周平衡索初张拉完1、2、3、4第一周内每天，以后每周塔柱安装完成1、2、3、4第一周内每天，以后每周塔顶安装完成1、2、3、4第一周内每天，以后每周轮轴梁安装完成1、2、3、4、5、6第一周内每天，以后每周稳定索初张拉完1、2、3、4、5、6第一周内每天，以后每周平衡索二次张拉完1、2、3、4、5、6第一周内每天，以后每周稳定索张拉完1、2、3、4、5、6第一周内每天，以后每周注：观测顺序以设计张拉顺序为准。永久观测点号1观测次序号人字架状态气温风力风向观测时间观测点三维位置年月日时分每次本次变化（mm）（n＋1次与n次）累计变化（mm）（n＋1次与初次）1XYZXYZXYZ23456把观测结果绘成曲线图对数据进行分析得出结论三维位置↑时间→2.3.人字架位置纠正l=e1+e2+l1+l2+2wl2=l-e1-e2-l1-2w△l=l2’-l2注：e1、e2为三叉块单元件下接口制作、塔脚已安装位置的形位误差。l1为塔腿6节（除塔腿顶节）焊后的实测长度l2'为塔腿顶节的自有实测长度l2为预计需要吊装的长度l为塔腿的预计需要总长度△l为塔腿顶节的切割长度w为塔节环焊缝的焊接横向收缩值（可在6节塔腿组焊时测定，预计w＝1.5～3mm）h=h1+h2+2wh2=h-h1-2w△h2＝h2'－h2注：h2'为塔顶TD实测长度h2为预计需要吊装的长度△h2为塔顶TD切割长度h－通过设计要求的标高而算出的塔顶长度。通过对塔腿、塔顶两次切割（△l、△h2为切割长度）可对人字架的定位进行及时纠正，原则上确保每次施工的上部达到设计位置，底部以在规范允许内最佳焊接为标准。3.门架与平台测量观测方案天津慈海桥提升门架监测包括水中钢平台、河中提升门架与岸上提升门架的基础沉降、结构空间位移与变形观测，为安装施工和吊装提供实时可靠的评判数据和信息。3.1监测内容监测内容：包括基础不均匀沉降、措施结构整体沉降、空间位移。沉降观测点布设如图1，各部位及观测内容见表1表1不均匀沉降整体沉降空间位移钢平台√√河中提升门架√√√岸上提升门架√√√3.2、监测意义与作用通过监测可实时对水中钢平台、河中提升门架与岸上提升门架的变形状态进行分析，对结构的安全进行科学的预报。3.3、监测布点方案测控布点原则要求：（1）观测点要方便观测，（2）观测点自身不易被破坏。3.3.1钢平台布点钢平台共布设20个沉降观测点主要集中在塔脚起吊的位置上，其中：16个点在钢平台塔腿组对、拼焊、滑移放置的位置附近处；2个点在钢平台三叉块组对、拼焊、滑移放置的位置附近处；2个点