对某工程定位放线的研究

1 工程概况

该工程层数三层,一层(-3.600米以下)为大厅、卫生间及办公场所,二、三层(-3.600米以上)为放映机房、观众厅及20米倾斜式内幕。本工程主体结构为框架结构体系,屋盖为单层焊接球网壳,施工测量放线的难点主要集中在-3.600层及其以上部位的放线,主要包括单层焊接球网壳的空间定位、大半径观众看台及椭圆形内球幕环梁的定位放线。在施工测量中考虑到网壳结构采用高空散装法进行安装,其焊接球节点及杆件的空间定位精度要求高,为确保空间定位准确,在施工组织过程中采取了土建主体施工至-3.600层后即先进行网壳的拼装,而观众看台及内球幕支撑柱、环梁的施工则在网壳拼装完成之后进行。

2 3.600层以上部位测量控制网的建立

本工程-3.600层以上部位测量控制网由圆心坐标(X=09040.115,Y=57328.629)、高程点B3001(高程值为118.08m)及设立在已建气象雷达科普楼南楼上的测量控制点形成-3.600层测量控制网。

3 施工放线方法

3.1 焊接球网壳的空间定位

3.1.1 支座的定位

本工程网壳支座共23个,其测量放线主要在-3.600层楼板上通过圆心点O建立直角坐标系,将经纬仪架设在圆心O点,根据设计图纸计算各支座中心的圆心角α=150弹出各支座所在轴线,再用钢尺根据已知设计半径R=11.4米定出各支座中心点,最后采用水平仪测出网壳结构整体支座相对水平标高。

3.1.2 网壳安装空间定位

3.1.2. 1 网壳中心参照物的设置:依据设计图提供的网壳几何尺寸在建筑物内找出球体中心,利用Φ48钢管垂直立在球体中心点位置,采用经纬仪反复校正,确认无误后对钢管进行固定,以防摇摆和侧移。最后依据设计网壳将每一层坐标高度和直径尺寸标注在中心参照物钢管上。

3.1.2. 2 网壳节点空间定位:利用经纬仪架设在-3.600层板上圆心O点,根据支座圆心角α=150定出各球节点所在轴线位置及对网壳空间节点经向轴线进行控制,将水平仪架设在已建气象雷达科普楼南楼上对每一层球节点的水平标高进行控制,同时采用一根长等于各层节点半径扣除节点球半径及中心参照物钢管半径(24cm)的放样专用线定出节点球心所在标高处的圆弧曲线,三者汇交的点即为该球节点所在球心。

3.1.2. 3 网壳在组对过程中,每一圈的各个球节点都必须和球体中心参照物进行校对。

3.2 坐标计算法放线观众看台

本工程观众看台是一组不同半径的同心圆弧曲线,由于半径较大,圆心越出建筑物平面以外甚远,测量放线时采用的方法是坐标计算法,通过这种方法施工操作简便,同时能获得较高的施工精度。

3.2.1 矢高值的计算

3.2.1. 1 沿观众厅横向画出中心线,作为直角坐标的X轴线,经看台圆弧的圆心点O作直角坐标的Y轴线。

3.2.1. 2 在观众厅横向沿X轴线向两侧分,每隔1m(该数值可根据具体情况确定)画若干平行线。

3.2.1. 3 以第二排看台为例进行计算。第二排座位的圆弧曲线弦长为14.8m,圆弧半径为14.931m,每米一道的横向线将弦长分成16段,每一横向线与弦的交点为1、2、3、4、5、6、7,与圆弧曲线的交点为1/、2/、3/、4/、5/、6/、7/。

3.2.1.4以1/、2/、3/、4/、5/、6/、7/各点分别向X轴线作垂线,得交点为a、b、c、d、e、f、g各点,并都可以形成一个直角三角形a1/O、b2/O、c3/O……。

3.2.1. 5 在直角三角形a1/O

用同样方法可求得:

由于X轴线是横向中心线,所以只需计算一半就可以了。

3.2.2 实际放线步骤

3.2.2. 1 根据设计图纸所给定的尺寸,先弹出第一排圆弧形座位曲线的弦(可作为整个放线中的矢高基准线)。

3.2.2. 2 弹出横向中心线,并向两侧每隔1m弹出一道纵向平行线。

3.2.2. 3 根据计算所得矢高值汇总表的数值,由矢高基准线开始向后逐一量取各点,最后将各点顺滑连接起来,即可简单、迅速而又精确地得到各排座位的圆弧曲线。

3.2.2. 4 注意事项

在矢高值计算及具体施工放样时应注意不能简单的认为在求出第一排座位圆弧曲线的位置后,向后逐一移一个排距就能得到第二、第三……排座位的圆弧曲线了,这种看法是错误的,因为这样做的结果,只是把圆心向后移动,把各排座位圆弧变成了若干个相同半径的圆弧曲线了,这是不符合设计要求的。因为观众看台的座位圆弧,在设计上是一组不同半径的同心圆弧曲线,这一点,在施工中应切实注意。

3.3 直接拉线法放线内球幕环梁

本工程内球幕环梁为一椭圆形平面曲线,且平面尺寸较小,放线过程中选择直接拉线法进行施测,这种方法的特点是操作简单、放线速度快。

3.3.1 具体放线步骤

3.3.1. 1 根据椭圆长、短轴设计参数a=9700mm,b=9069mm和已知的圆心点及长、短轴线,定出椭圆平面四个顶点位置,即A(9069,0)、B(-9069,0)、C(0,9700)、D(0,-9700),并计算出椭圆的焦距,同时确定焦点位置。

3.3.1. 2 在焦点F1和F2处采用钢钉建立较为稳固的桩。

3.3.1. 3 用一根长度等于F1E+F2E=9700mm的专用放样线,两端固定于F1、F2上,然后用钢钉套住放样线在长轴两边画曲线,即得到一条符合设计要求的椭圆形曲线。

3.3.2 放样精度控制措施

3.3.2. 1 两焦点上设置的固定桩位置应准确、设置稳固,在施工中妥善保护。

3.3.2. 2 使用放样专用线不应有伸缩性,描画曲线过程中始终拉紧,不得有时紧时松现象。

4 测量成果复核

在本工程主体结构完成后,对其进行全面的测量复核,观众看台圆弧梁及内球幕支撑柱、环梁轴线最大测量偏差均控制在士5mm之内,网壳节点中心偏移及纵向、横向长度符合设计及施工验收规范要求,测量精度控制达到了预期效果。

5 结语

在本工程的施工组织过程中采取了先安装网壳,后施工观众看台及内球幕环梁的方案,这样有利于全面有效的控制整个网壳的空中定位;坐标计算方法测放观众看台圆弧曲线的方法适合现场实际情况、操作性强、精度高;直接拉线法测放内球幕椭圆形环梁的方法操作简便、快捷,又能保证精度。施工测量采用上述方法,既满足了工期的要求,又保证了施工质量。

摘要：该工程建筑面积为845.9平方米,-3.600层以上为球幕电影院。工程为半球形建筑,造型新颖,结构复杂,施工放线难度大,施工中采用了直接拉线法、坐标计算法等多种测量方法。

关键词：测量控制网,空间定位,直接拉线法,坐标计算法,测量精度