索佳SET1130R3全站儀在工程測(cè)量監(jiān)理中的應(yīng)用

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索佳SET1130R3 全站儀在工程測(cè)量監(jiān)理中的應(yīng)用
鄭士林（金昌誠信監(jiān)理公司  甘肅 金昌 737100）
Application of SOKKIA SET1130R 3 in Engineering Survey Supervision
Zheng shi-lin

摘要：工程測(cè)量監(jiān)理工程師對(duì)已安裝就位的鋼構(gòu)件用傳統(tǒng)的測(cè)量方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，工作量大，測(cè)量精度不夠，而且不安全。本文就鋼結(jié)構(gòu)施工過程中對(duì)鋼屋架垂直度及鋼梁撓度兩個(gè)主控項(xiàng)目監(jiān)測(cè)提出了新的測(cè)量方法。
abstract With SOKKIA SET1130R 3, In one new way survey steel beam deflection and roof truss gradient which fixed,high precision,efficient and little amount work.Other way is not.
關(guān)健詞:測(cè)量實(shí)驗(yàn)、撓度、垂直度Key word survey experience deflection gradient
一、引言
監(jiān)理測(cè)量工程師對(duì)大型工業(yè)廠房已安裝就位的鋼屋架垂直度及鋼梁撓度監(jiān)測(cè)往往很困難。鋼梁在安裝就位后，由于自重及荷載的作用，產(chǎn)生一定程度的彎曲。應(yīng)用傳統(tǒng)的幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定其撓度，工作量大，耗費(fèi)人力多，且測(cè)量精度不夠。鋼屋架安裝就位后，由于桿件相互作用及屋面荷載等影響，屋架傾斜。用傳統(tǒng)的測(cè)量方法測(cè)量其垂直度，測(cè)量精度完全不能滿足規(guī)范要求，而且人員安全得不到保障，有時(shí)監(jiān)測(cè)工作根本無法進(jìn)行。由于鋼屋架垂直度及鋼梁撓度是工程監(jiān)理之主控項(xiàng)目，監(jiān)理工程師必須對(duì)竣工的鋼構(gòu)件工程是否滿足鋼結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范做出評(píng)價(jià)。原有的測(cè)量方法很難在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)大量的監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)并做出評(píng)價(jià)。索佳 SET1130R 3 全站儀由于其先進(jìn)的無合同目標(biāo)測(cè)量技術(shù)及先進(jìn)的內(nèi)置測(cè)量軟件，解決了工程測(cè)量監(jiān)理中的技術(shù)難題。本文通過測(cè)量實(shí)驗(yàn)，論證了應(yīng)用索佳 SET1130R 3 全站儀，對(duì)鋼屋架垂直度及鋼梁撓度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，工作安全，測(cè)量數(shù)據(jù)可靠，還大大提高了工作效率。
二、鋼屋架垂直度及鋼梁撓度測(cè)量方法
測(cè)量鋼梁撓度就是測(cè)量鋼梁兩端點(diǎn) A、B及梁中點(diǎn)C 的相對(duì)高程HA、HB、HC、由（1）式求出梁的撓度。
ξ =H C －（HA+HB）/2（1）
測(cè)量鋼屋架垂直度就是測(cè)量屋架頂點(diǎn)C與底梁中點(diǎn)D的水平距離。
鋼梁撓度測(cè)量是應(yīng)用索佳SET1130R3全站儀無合同目標(biāo)測(cè)量技術(shù)測(cè)量梁A、B、C三點(diǎn)的相對(duì)高程。
鋼屋架垂直度測(cè)量是利用索佳SET1130R3全站儀內(nèi)置的對(duì)邊測(cè)量軟件測(cè)量屋架頂點(diǎn)C與底梁中點(diǎn)D的水平距離。為了準(zhǔn)確測(cè)量屋架頂點(diǎn)C與底梁中點(diǎn)D的水平距離，需在鋼屋架安裝前準(zhǔn)確找出C、D點(diǎn)的幾何位置，并貼上索佳SET1130R3全站儀專用的測(cè)距反射片。
三、測(cè)量實(shí)驗(yàn)
測(cè)量實(shí)驗(yàn)的目的是應(yīng)用索佳SET1130R3全站儀先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)測(cè)定觀測(cè)目標(biāo)的觀測(cè)值，與傳統(tǒng)測(cè)量方法測(cè)量結(jié)果（作為真值）進(jìn)行比較，求出新觀測(cè)方法的測(cè)量精度，判定應(yīng)用新方法測(cè)量的觀測(cè)值是否滿足規(guī)范要求。
1、測(cè)點(diǎn)布設(shè)
在廢棄的高壓輸電塔架上，布設(shè)52個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（26對(duì)）。其中，26個(gè)測(cè)點(diǎn)（13對(duì)）貼上反射片，其余26個(gè)測(cè)點(diǎn)（13對(duì)）用長約100mm 的工字鋼板制作，并定出其測(cè)點(diǎn)位置。測(cè)點(diǎn)布設(shè)在長7m，寬7m，離地面高度在 5~15m的空間內(nèi)。
2、測(cè)量方法
用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)量52個(gè)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)高程（輔用鑒定鋼尺），用索佳SET1130R3全站儀測(cè)定13對(duì)工字鋼段測(cè)點(diǎn)的相對(duì)高程，用鑒定鋼尺丈量52個(gè)測(cè)點(diǎn)之間距。經(jīng)過高差改正、尺長改正求出13對(duì)測(cè)點(diǎn)的水平間距。
3、測(cè)量數(shù)據(jù)分析
觀測(cè)數(shù)據(jù)見表1、對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行處理，得出：無合同目標(biāo)觀測(cè)兩測(cè)點(diǎn)相對(duì)高差的測(cè)量精度為：±1.9mm ；對(duì)邊測(cè)量兩測(cè)點(diǎn)間水平距離的測(cè)量精度為±2.92mm 。
《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定：鋼屋架安裝垂直度允許偏差為：
h/250，且不大于15mm（h為鋼屋架高度）
顯然，應(yīng)用無合同目標(biāo)技術(shù)監(jiān)測(cè)鋼屋架垂直度是可以滿足規(guī)范要求的。
表1測(cè)量實(shí)驗(yàn)值
 
觀測(cè)
對(duì)編號(hào)
 幾何水準(zhǔn)測(cè)量值
（mm）
 無合同目標(biāo)觀測(cè)值
（mm）
 差值
（mm）
 測(cè)點(diǎn)間水平距離
（改正后mm）
 觀測(cè)值
（對(duì)邊測(cè)量mm）
 差值
（mm）
 
1
 732.0
 731.6
 -0.4
 321.6
 321.3
 -0.3
 
2
 338.5
 337.2
 -1.3
 117.3
 114.2
 -3.1
 
3
 35.5
 31.8
 -3.7
 89.9
 86.8
 -3.1
 
4
 138.0
 136.6
 -1.4
 526.4
 526.6
 +0.2
 
5
 181.5
 180.7
 -0.9
 443.4
 444.3
 +0.9
 
6
 27.5
 29.3
 +1.8
 291.1
 299.7
 +8.6
 
7
 23.0
 26.0
 +3.0
 744.3
 744.5
 +0.2
 
8
 28.0
 29.7
 +1.7
 1666.3
 1668.0
 +1.7
 
9
 438.0
 440.3
 +2.3
 3329.7
 333.0
 +0.3
 
10
 436.5
 433.7
 -2.8
 3411.7
 3410.2
 -1.5
 
11
 29.5
 30.0
 +0.5
 406.8
 408.5
 +1.7
 
12
 24.5
 24.8
 +0.3
 79.8
 79.6
 -0.2
 
13
 11.0
 10.9
 -0.1
 1143.2
 1146.1
 +2.9
 

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定：鋼梁制作與安裝過程中，鋼梁是不允許下?lián)系摹５谒泻奢d加入后，鋼梁的原有物理性能產(chǎn)生一定形變。測(cè)量工程師必須對(duì)竣工的鋼梁撓度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便對(duì)整體結(jié)構(gòu)的安全性能作出評(píng)價(jià)。同樣，應(yīng)用索佳SET1130R3全站儀內(nèi)置的對(duì)邊測(cè)量軟件進(jìn)行測(cè)量是完全可以滿足技術(shù)要求的。
四、鋼梁撓度與鋼屋架垂直度監(jiān)測(cè)方法
1、鋼梁撓度監(jiān)測(cè)
對(duì)鋼梁撓度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，應(yīng)用索佳SET1130R3全站儀測(cè)二測(cè)回，測(cè)定鋼梁兩端點(diǎn)及中點(diǎn)的相對(duì)高程，按（1）式計(jì)算鋼梁的撓度，評(píng)定鋼梁撓度是否滿足規(guī)范規(guī)定的要求。測(cè)量時(shí)，應(yīng)在鋼梁垂直下方設(shè)站，盡量使鋼梁兩端測(cè)點(diǎn)處電磁波的入射角相等，但測(cè)設(shè)位置應(yīng)距兩端點(diǎn) 50mm 左右。中點(diǎn)觀測(cè)時(shí)可以使用索佳 SET1130R3全站儀固有的導(dǎo)向光照準(zhǔn)。測(cè)量時(shí)，如果儀器顯示電量不足，應(yīng)盡快更換電池。如果在電量不足狀態(tài)下測(cè)量，測(cè)量精度也會(huì)受到影響，誤差大約在10mm左右。另外，儀器三軸誤差對(duì)觀測(cè)精度影響較大，因而應(yīng)定期對(duì)測(cè)量儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)測(cè)量時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確將儀器常數(shù)輸入，以便對(duì)測(cè)量值進(jìn)行改正。鋼梁的防腐層的厚度不均勻，也能對(duì)觀測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大影響，具體表現(xiàn)就是鋼梁撓度超限。這種情況下應(yīng)將觀測(cè)位置等距離內(nèi)移，多次觀測(cè)進(jìn)行對(duì)比，以確定觀測(cè)結(jié)果的可靠性。光波路徑應(yīng)避開金屬等物體，并盡量保持一定空間距離。
應(yīng)用實(shí)例：金川集團(tuán)有限公司銅合成爐項(xiàng)目之子項(xiàng)工程13000m3粗粒合金車間13根跨距33m鋼梁，由于多種因素影響，中國恩菲工程設(shè)計(jì)院計(jì)算的鋼梁撓度計(jì)算值為54mm ，用該方法測(cè)得 13 根鋼梁撓度最大值為 48.2mm ，小于設(shè)計(jì)允許值，可以判定鋼梁撓度符合設(shè)計(jì)要求。
2、鋼屋架垂直度監(jiān)測(cè)
對(duì)鋼屋架垂直度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，應(yīng)用索佳SET1130R3全站儀測(cè)二測(cè)回，通過內(nèi)置軟件（對(duì)邊測(cè)量）直接計(jì)算出鋼屋架垂直度。對(duì)邊測(cè)量功能在鋼屋架垂直度監(jiān)測(cè)中應(yīng)用非常方便。唯一要做的是在鋼屋架吊裝前應(yīng)找好測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，并貼上索佳專用反射片。和撓度觀測(cè)一樣，儀器要進(jìn)行檢驗(yàn)，并進(jìn)行常數(shù)改正。電磁波路線、電池電量等對(duì)觀測(cè)結(jié)果有影響，監(jiān)測(cè)時(shí)要予以考慮。對(duì)鋼屋架垂直度進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)視距不宜大于60m。
應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用索佳SET1130R3全站儀測(cè)對(duì)金川集團(tuán)有限公司重點(diǎn)技改項(xiàng)目 15 萬 t 銅電解工程、 5000t 電積鈷工程鋼屋架垂直度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示鋼屋架垂直度符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工驗(yàn)收規(guī)范》要求。兩項(xiàng)工程分獲“魯班獎(jiǎng)”及“國家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)”。
五、結(jié)論
通過測(cè)量實(shí)驗(yàn)與實(shí)際應(yīng)用證明，對(duì)鋼梁撓度與鋼屋架垂直度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，完全可以應(yīng)用索佳SET1130R3全站儀替代傳統(tǒng)的測(cè)量方法。測(cè)量精度足夠，工作效率大大提高，作業(yè)安全，基本不影響工程施工。唯一增加的工作是鋼屋架在吊裝前找出測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，并貼上反射片。
值得說明的是，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，索佳SET1130R3全站儀測(cè)量的三角高程精度為±1.9mm ，并不能說明用該儀器進(jìn)行三角高程測(cè)量就可以代替水準(zhǔn)儀進(jìn)行相應(yīng)等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量。用該儀器進(jìn)行撓度觀測(cè)時(shí)許多測(cè)量誤差是相互抵消的。如在應(yīng)用無合同目標(biāo)功能測(cè)量撓度時(shí)注重電磁波的入射角盡量相等，就是為了抵消許多因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，從而提高測(cè)量精度。
本文只探討了索佳SET1130R3全站儀在工程建設(shè)中的兩方面的應(yīng)用。實(shí)際上，由于索佳SET1130R3全站儀具有無合同目標(biāo)測(cè)量功能，大大方便了在測(cè)量中量距困難、人員又不能到達(dá)等諸多不便情況下的測(cè)量作業(yè)，因而索佳SET1130R3全站儀在測(cè)繪作業(yè)中必定有更廣泛的應(yīng)用。