摘要： 隨著型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛采用，建筑造型更加豐富。型鋼柱、鋼管混凝土柱施工時容易造成斜柱空間定位不準(zhǔn)確，影響上部梁柱定位。在省會文化藝術(shù)中心工程中，從加工質(zhì)量檢查著手，利用全站儀空間定位技術(shù)，順利完成了該工程的斜柱安裝，總結(jié)了一套施工工藝及操作要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： 鋼管混凝土斜柱；徠卡全站儀；空間定位

1 工程概況

濟(jì)南省會文化藝術(shù)中心位于濟(jì)南市西部新城核心區(qū)域，由圖書館、美術(shù)館、群眾藝術(shù)館及配套工程組成，項目建成后將作為全國第十屆藝術(shù)節(jié)的主要活動場館。項目規(guī)劃用地面積為16.14公頃，總建筑面積18.0萬平方米。其中，美術(shù)館：20182m2；地下建筑面積：5926m2；地上建筑面積：14256m2。圖書館：44606m2；地下建筑面積：17290m2；地上建筑面積：27316m2。配套工程：39237m2。美術(shù)館地下部分為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，部分柱采用型鋼組合混凝土，地上部分外圍邊柱為鋼管混凝土斜柱，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，鋼管柱與內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管柱之間通過加勁牛腿連接。鋼管斜柱大部分向內(nèi)傾斜，傾斜角度為50～77°，鋼管柱的單層高度為7.5、5.4、10.8米，柱徑600，壁厚30mm。

2 施工難點(diǎn)分析

①鋼管斜柱的傾斜角度、平面投影位置、加勁牛腿的位置的偏差直接影響結(jié)構(gòu)受力和觀感質(zhì)量，也影響與之相交的鋼筋混凝土梁的位移和標(biāo)高。②單根鋼管柱重量較大且只能靠現(xiàn)有塔吊就位，其安裝效率直接影響工程的施工進(jìn)度。③傳統(tǒng)的平面投影定位方式因受混凝土現(xiàn)澆樓面標(biāo)高偏差、天氣等因素影響，定位精度不能滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

3 常見問題

①鋼管柱上已焊接完成的加勁牛腿標(biāo)高或位置與設(shè)計要求不符，導(dǎo)致與之連接的鋼筋混凝土梁縱筋無法焊接連接或保護(hù)層偏大或偏��；②鋼柱長度不準(zhǔn)確，導(dǎo)致需現(xiàn)場切割或焊縫過大或偏小，焊接質(zhì)量無法保證；③焊接安裝時定位不準(zhǔn)確，導(dǎo)致鋼管柱平面投影位置或斜度與設(shè)計不符，影響鋼柱受力及幕墻骨架施工；④上下鋼管柱的臨時連接板位置不符，不能起到焊接前的臨時固定作用，甚至用連接板剛性焊接臨時固定，容易產(chǎn)生安裝應(yīng)力。

4 施工方案確定

施工前從鋼管柱場內(nèi)加工、定位并臨時固定、焊接、復(fù)測等環(huán)節(jié)入手，制定各工序的施工方法，場內(nèi)加工采用縱橫向控制線控制加勁牛腿在鋼管柱上的長向位置和徑向位置。鋼管柱采用空間定位法進(jìn)行定位。具體方法如下：
4.1 鋼管柱廠內(nèi)加工 鋼管柱在廠內(nèi)前應(yīng)將鋼材進(jìn)行抗拉、抗彎檢驗，檢驗合格后方可焊接成型，焊縫質(zhì)量要進(jìn)行檢驗，檢驗合格后進(jìn)行切割、坡角、牛腿焊接。
牛腿焊接時采用控制線準(zhǔn)確定位牛腿位置，校核無誤后進(jìn)行焊接固定，定位方法如下：確定長向控制線。在鋼管柱選擇任一與其外圓相切的面與外圓相交的切線作為長向控制線，用墨線標(biāo)示。確定控制基點(diǎn)。在控制線上選定一點(diǎn)作為該柱牛腿定位和安裝定位的控制點(diǎn)，該控制點(diǎn)的位置選擇既要便于定位牛腿位置，又要方便在安裝時進(jìn)行觀測，本工程選擇鋼管柱與內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)相連的牛腿的設(shè)計位置下500mm的點(diǎn)作為控制基點(diǎn)。確定徑向控制線。在鋼管柱控制基點(diǎn)沿柱表面標(biāo)示一環(huán)線作為徑向控制線，用來確定其余牛腿位置及安裝時控制鋼管斜柱間的相對長度。牛腿定位。按照CAD設(shè)計文件標(biāo)示的牛腿與控制基點(diǎn)的距離在長向控制線上定位與內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)連接的牛腿，臨時點(diǎn)焊固定。其余方向上的牛腿根據(jù)其與長向控制線的角度關(guān)系和徑向控制線的距離準(zhǔn)確定位并點(diǎn)焊固定。檢查人員復(fù)核無誤后按設(shè)計要求焊接完成。臨時連接板定位。依據(jù)長向控制線在鋼柱底端設(shè)計位置定位臨時連接板，校核無誤后焊接固定。焊縫檢測、防腐處理。按焊縫的級別進(jìn)行探傷檢測，合格后除銹并噴涂防銹漆，噴涂前要將控制線用透明膠帶、紙類粘貼、覆蓋，便于安裝時使用。
4.2 鋼管混凝土斜柱安裝
4.2.1 施工準(zhǔn)備 樓層混凝土澆筑完成并達(dá)到上人強(qiáng)度后，放線測量人員利用J2經(jīng)緯儀將內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)墻柱軸線或控制線、鋼管混凝土斜柱投影中心線在混凝土樓面上用墨線彈出，充分利用設(shè)計單位的電子版三維精細(xì)模型，與現(xiàn)場施工測量控制網(wǎng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后計算出上述定位基點(diǎn)和各鋼管混凝土斜柱上的控制基點(diǎn)的三維坐標(biāo)值�！　⑦M(jìn)場的鋼管焊縫進(jìn)行四方見證檢測和驗收，焊口除銹處理，準(zhǔn)備測量儀器（徠卡全站儀一臺）、焊機(jī)（CO2氣體保護(hù)焊直流焊機(jī)）、倒鏈等設(shè)備。
4.2.2 鋼管柱就位安裝 ①利用塔吊將鋼管柱吊運(yùn)至安裝部位，起吊時要保證長向控制線向下，施工人員扶助鋼柱緩緩送入下層已安裝完成的鋼柱臨時連接板內(nèi)，將待安裝鋼柱長向控制線與下層鋼柱的控制線對準(zhǔn)，用螺栓將上下兩柱的連接片連接牢固。當(dāng)斜柱高度較大或傾角較大時需作臨時支撐架，以便于鋼柱位置調(diào)整和避免產(chǎn)生過大次應(yīng)力。②運(yùn)用全站儀三維坐標(biāo)法，在斜柱的控制點(diǎn)粘貼反光貼片并畫十字線。全站儀在便于觀測的已知坐標(biāo)的控制點(diǎn)上設(shè)站，輸入測站數(shù)據(jù)（三維坐標(biāo)、儀器高、目標(biāo)高和后視方位角）和鋼柱上的控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，全站儀會自動計算出目標(biāo)點(diǎn)的放樣數(shù)據(jù)（方位角、斜距和天頂距），全站儀觀測員指揮斜柱上下左右移動，讓反光貼片十字線中心逐漸接近全站儀目鏡中心，直至觀測數(shù)據(jù)與放樣數(shù)據(jù)差值為0，即可確定斜柱定位點(diǎn)的實際空間位置，同時將連接板螺栓擰緊。③安裝校驗。預(yù)先用全站儀或經(jīng)緯儀放出鋼管斜柱控制點(diǎn)的水平投影點(diǎn)位，用十字墨線標(biāo)識，在該點(diǎn)假設(shè)激光鉛垂儀，向上投射激光，測量人員測量控制點(diǎn)與激光垂線之間的水平距離，誤差控制在允許范圍之內(nèi)。用水準(zhǔn)儀將本施工層的結(jié)構(gòu)500mm線抄測至鋼管斜柱上，用鋼尺測量500線至斜柱徑向控制線的距離，誤差控制在允許范圍內(nèi)。

5 空間測量定位技術(shù)的注意事項

5.1 層高較大或傾角較大時斜柱自重影響 層高較大部位或傾角較大部位鋼管柱受自身重量影響，常會造成鋼管柱撓度超出規(guī)范允許范圍且容易在鋼管柱根部產(chǎn)生次應(yīng)力，要求在安裝就位時設(shè)置的臨時支撐具有足夠的剛度，臨時支撐應(yīng)在上部梁板混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完成，且具備一定強(qiáng)度后方可移除。
5.2 溫度、日照影響 山東地區(qū)夏季10：00-12：00和14：00-15：00時，受日光照射在鋼管柱一側(cè)，鋼柱將會向背光的一側(cè)發(fā)生附加的傾斜位移，這時可考慮對鋼柱按如下理論公式進(jìn)行預(yù)偏，預(yù)偏方向與太陽光照方向相反。Δ=a×Δt×L2/（2h）。式中：Δ—柱頂因溫差影響產(chǎn)生的位移值；a—鋼材的線膨脹系數(shù)；Δt—柱兩面的溫差；L—鋼柱長度；h—溫差方向柱截面厚度。

6 結(jié)語
省會藝術(shù)中心主體結(jié)構(gòu)工程及幕墻工程已全部完成，通過采用以上技術(shù)，鋼管柱空間定位坐標(biāo)偏差在5mm以內(nèi)，確保了工程創(chuàng)優(yōu)。同時，通過鋼管柱空間定位技術(shù)，加快了整個工程的施工進(jìn)度，節(jié)約了成本，保證了工程質(zhì)量和施工安全，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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