網(wǎng)架撓度測(cè)量

網(wǎng)架撓度丈量上海巖土工程勘探設(shè)計(jì)研究院有限企業(yè)仲子家綱要：本文聯(lián)合使用LeicaTCR（免棱鏡系列）全站儀和南方CASS成圖軟件，敘述網(wǎng)架撓度丈量的新方法和數(shù)據(jù)辦理方法。1.概括在城市、工礦建設(shè)工程中，網(wǎng)架構(gòu)造愈來愈被寬泛的應(yīng)用，其優(yōu)勝性已被大家所公認(rèn)。網(wǎng)架構(gòu)造在大型建筑物中除了起承重作用外，還保證了建筑物有較大的空間，以便設(shè)施的部署和人員的活動(dòng)，同時(shí)使建筑物更顯雅觀。網(wǎng)架構(gòu)造建筑物的安全性是人們所關(guān)注的，特別是生產(chǎn)單位直接用于懸吊荷載的大型網(wǎng)架構(gòu)造，在自重和生產(chǎn)設(shè)施荷載的長(zhǎng)時(shí)間疲憊承重作用下，網(wǎng)架的變形是不行防止的；同時(shí)環(huán)境溫度的變化、網(wǎng)架材質(zhì)的腐化與老化等都將危及網(wǎng)架的變形和使用期。為保證安全，有必需對(duì)網(wǎng)架構(gòu)造進(jìn)行按期的撓度檢測(cè)。經(jīng)過檢測(cè)，對(duì)展現(xiàn)出來?yè)隙戎递^大的部位，采納弦桿、腹桿松動(dòng)的檢查與加固等相應(yīng)舉措，防患于已然。鋼構(gòu)造網(wǎng)架撓度的控制指標(biāo)依照《網(wǎng)架構(gòu)造設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》JGJ7－91的規(guī)定：用作屋蓋的網(wǎng)架，其撓度控制在短向網(wǎng)架跨度的1/250；用作樓層的網(wǎng)架，撓度控制在短向網(wǎng)架跨度的1/300。且《鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量查收規(guī)范》GB50205－2001中規(guī)定：實(shí)測(cè)的網(wǎng)架撓度值不該超出設(shè)計(jì)值的倍。使用免棱鏡全站儀進(jìn)行網(wǎng)架撓度丈量網(wǎng)架撓度丈量的方法主要有：幾何水平法、激光掃平法、水管連通器法、傳感器法和免棱鏡全站儀法等。因網(wǎng)架建筑物凈空高一般都較高，幾何水平法實(shí)行觀察難度較大；激光掃平法觀察在設(shè)施密布和人員屢次活動(dòng)的網(wǎng)架下也較難實(shí)現(xiàn)；而水平連通器法和傳感器法部署測(cè)點(diǎn)繁瑣且成本高。免棱鏡全站儀實(shí)行網(wǎng)架撓度丈量的長(zhǎng)處：①TCR全站儀無需在網(wǎng)架上設(shè)置棱鏡，解決了網(wǎng)架建筑物凈空高過高人沒法上去設(shè)置測(cè)點(diǎn)的困難；②TCR全站儀能夠自由設(shè)站，解決了在設(shè)施密布和人員屢次活動(dòng)的網(wǎng)架下的觀察困難；③TCR全站儀照準(zhǔn)觀察時(shí)擁有可見光斑，對(duì)能否為正確的觀察點(diǎn)擁有可辨別性；④LeicaTCR全站儀丈量精度高，TCR400～TCR1200系列全站儀測(cè)角精度為2"，測(cè)距精度為3mm+2ppm，最大測(cè)程80～170m，它完整能擔(dān)當(dāng)網(wǎng)架撓度丈量的重?fù)?dān)。所以，有了LeicaTCR（免棱鏡系列）全站儀，解決了丈量人員在網(wǎng)架撓度丈量中的諸多不便。精度估量由TCR全站儀自由設(shè)站，照準(zhǔn)高程控制點(diǎn)（A）上設(shè)置的Leica小棱鏡（鏡高固定為r），引測(cè)儀器視野高后，對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行照準(zhǔn)丈量（見“圖1”）。測(cè)點(diǎn)P的高程Hp為：Hp=HA+△h1+△h2=HA+r+S1×Sin1+(1-k)(S1×Cos1)2/2R+S2×Sin2+(1-k)(S2×Cos2)2/2R⑴式中(1-k)(S1×Cos1)2/2R和(1-k)(S2×Cos2)2/2R為球氣差，可由全站儀設(shè)置自動(dòng)更正（取k=，R=6370km）。設(shè)場(chǎng)所高程控制點(diǎn)A的點(diǎn)位精度為mA=±1mm、測(cè)角精度mα=±3″、測(cè)距精度mS=±3mm，由式⑴估量得：在測(cè)點(diǎn)視距不大于30m的范圍內(nèi)，測(cè)點(diǎn)高程中偏差達(dá)到±。說明采納TCR全站儀進(jìn)行網(wǎng)架撓度丈量是可行的。工作原理⑴高程控制丈量在網(wǎng)架建筑物場(chǎng)所內(nèi)以約30m的間距選設(shè)部署高程控制點(diǎn)，使用ZiessDiNi12電子水平儀或LeicaNA2/NAK2（標(biāo)稱精度：km），按二等水平丈量技術(shù)要求組成水平網(wǎng)對(duì)高程控制點(diǎn)進(jìn)行引測(cè)。采納獨(dú)立高程系，嚴(yán)實(shí)平差計(jì)算場(chǎng)內(nèi)控制點(diǎn)的高程，保證控制點(diǎn)高程偏差小于±1mm。⑵網(wǎng)架撓度觀察TCR全站儀自由設(shè)站，在高程控制點(diǎn)上設(shè)置Leica小棱鏡（鏡高固定），引測(cè)儀器視野高后，同法檢測(cè)另一控制點(diǎn)的高程，檢測(cè)無誤（檢測(cè)值與已知值之差小于±2mm）后實(shí)行對(duì)網(wǎng)架的撓度觀察。下弦桿下弦螺栓球測(cè)點(diǎn)地點(diǎn)1測(cè)點(diǎn)地點(diǎn)2測(cè)點(diǎn)地點(diǎn)2測(cè)點(diǎn)地點(diǎn)1圖2網(wǎng)架撓度觀察一般以網(wǎng)架下弦桿或下弦螺栓球?yàn)檎闪繉?duì)象。丈量時(shí)，TCR全站儀的激光束對(duì)準(zhǔn)下弦螺栓球底部（若螺栓球底部為平底，見圖2“測(cè)點(diǎn)地點(diǎn)1”）或下弦桿底部（見圖2“測(cè)點(diǎn)地點(diǎn)2”），正倒鏡觀察1測(cè)回，得下弦螺栓球底部或下弦桿底的高程，并繪制草圖記錄于網(wǎng)架撓度觀察專用手簿。草圖中要標(biāo)明測(cè)點(diǎn)位于網(wǎng)架施工平面圖的對(duì)應(yīng)軸號(hào)、方向或部位。由此逐點(diǎn)觀察。為保證免棱鏡觀察的數(shù)據(jù)精度，一般要求觀察點(diǎn)垂直角大于45°，測(cè)點(diǎn)視距不大于30m。數(shù)據(jù)辦理⑴比較“網(wǎng)架施工平面圖”、“網(wǎng)架下弦部署圖”、“網(wǎng)架配料單”以及“球節(jié)點(diǎn)撲面尺寸數(shù)據(jù)”等資料，由對(duì)應(yīng)的下弦桿口徑或下弦螺栓球直徑等有關(guān)數(shù)據(jù)，逐點(diǎn)計(jì)算網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)球中心的高程。⑵依照“網(wǎng)架施工平面圖”的尺寸數(shù)據(jù)和計(jì)算獲得的網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)球中心高程，編寫生成網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)球中心三維坐標(biāo)dat數(shù)據(jù)文件。⑶在南方CASS成圖軟件平臺(tái)上浮入網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)球中心三維坐標(biāo)dat數(shù)據(jù)文件，繪制生成網(wǎng)架下弦等高線圖（等高線間距1cm）和網(wǎng)架下弦軸線向高程斷面圖。⑷由繪制的網(wǎng)架下弦等高線圖和軸線向高程斷面圖，計(jì)算網(wǎng)架兩支承間下弦各節(jié)點(diǎn)的撓度值，聯(lián)合網(wǎng)架支承立柱的沉降觀察數(shù)據(jù)和“鋼構(gòu)造網(wǎng)架撓度的控制指標(biāo)”判斷網(wǎng)架構(gòu)造撓度值較大的部位。并剖析其原由，提請(qǐng)業(yè)主要關(guān)注的重點(diǎn)部位。實(shí)例剖析某汽車廠車身車間屋面為正方四角錐型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，網(wǎng)架由兩個(gè)平面呈70m×84m的矩形構(gòu)成。網(wǎng)架以上弦點(diǎn)為支撐，支承跨度24m，下弦網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間距均為3m×3m，網(wǎng)架矢高8m。網(wǎng)架下弦軸線平面部署如“圖3”。我們免得棱鏡全站儀法對(duì)該網(wǎng)架進(jìn)行了撓度丈量（丈量工作原理同上），實(shí)測(cè)并計(jì)算出網(wǎng)架縱軸1、4、5、8、9、12、13、16、17、20、21、24、25、28、29、32、33、36、37、40、41、44、45、48與橫軸A、C、E、F、I、J、M、N、Q、R、U、V、Y、Z、γ訂交的合計(jì)360個(gè)下弦節(jié)點(diǎn)球中心高程。在南方CASS成圖軟件平臺(tái)上繪制生成的網(wǎng)架下弦等高線圖（等高線間距1cm），見“圖4”。1458912131617202124252829323336374041444548γγZZYYVVUURRQQNNMMJJIIFFEECCAA1458912131617202124252829323336374041444548圖注：立柱網(wǎng)架測(cè)點(diǎn)圖4網(wǎng)架下弦等高線圖有了“網(wǎng)架下弦等高線圖”，我們對(duì)網(wǎng)架的整體撓曲度狀況就了如指掌。即等高線間隔較大的地區(qū)，相鄰網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)間的撓曲度相對(duì)較??；等高線密集的部位，就是網(wǎng)架垂直變形量較大的部位，其相鄰網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)間的撓曲度變化較大，該部位也是網(wǎng)架安全的隱患點(diǎn)。為了詳盡認(rèn)識(shí)網(wǎng)架的撓度狀況，我們能夠按網(wǎng)架縱、橫軸線向繪制網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)球中心的高程斷面圖?，F(xiàn)以U軸為例，其下弦高程斷面圖如“圖5”。由“圖5”，網(wǎng)架U軸地點(diǎn)各下弦節(jié)點(diǎn)球的撓曲狀況就顯而可見。即相鄰測(cè)點(diǎn)中斷面線若平展，則相鄰網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)間的撓曲度相對(duì)較??；若斷面線峻峭，其相鄰網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)間的撓曲度就較大。網(wǎng)架撓度值的計(jì)算方法用于對(duì)整體網(wǎng)架進(jìn)行撓度剖析的撓度值計(jì)算對(duì)整體網(wǎng)架的撓度計(jì)算一般以一個(gè)面為基準(zhǔn)，計(jì)算網(wǎng)架下弦各節(jié)點(diǎn)的撓度值；并聯(lián)合繪制的“網(wǎng)架下弦等高線圖”對(duì)整體網(wǎng)架進(jìn)行撓度剖析。水平網(wǎng)架（如上例）：能夠依照實(shí)測(cè)的網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)高程值，先找出網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)最大高程值點(diǎn)，并以該點(diǎn)高程的水平面為基準(zhǔn)面，計(jì)算整個(gè)網(wǎng)架下弦各節(jié)點(diǎn)的撓度值。斜面或曲面網(wǎng)架：能夠先把斜面或曲面網(wǎng)架的設(shè)計(jì)空間地點(diǎn)投影至同一高程的水平面，依照設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算出斜面或曲面網(wǎng)架上各下弦節(jié)點(diǎn)球中心與該水平面的高差值；而后由該值加上實(shí)測(cè)高程值計(jì)算出斜面或曲面網(wǎng)架上各下弦節(jié)點(diǎn)球中心有關(guān)于該水平面的撓度值。⑵用于對(duì)局部網(wǎng)架進(jìn)行