索佳SET1130R3全站儀在工程測量監(jiān)理中的應用

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索佳SET1130R3 全站儀在工程測量監(jiān)理中的應用
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：工程測量監(jiān)理工程師對已安裝就位的鋼構件用傳統(tǒng)的測量方法進行監(jiān)測，工作量大，測量精度不夠，而且不安全。本文就鋼結構施工過程中對鋼屋架垂直度及鋼梁撓度兩個主控項目監(jiān)測提出了新的測量方法。
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.
關健詞:測量實驗、撓度、垂直度Key word survey experience deflection gradient
一、引言
監(jiān)理測量工程師對大型工業(yè)廠房已安裝就位的鋼屋架垂直度及鋼梁撓度監(jiān)測往往很困難。鋼梁在安裝就位后，由于自重及荷載的作用，產生一定程度的彎曲。應用傳統(tǒng)的幾何水準測量方法測定其撓度，工作量大，耗費人力多，且測量精度不夠。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)的測量方法測量其垂直度，測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，有時監(jiān)測工作根本無法進行。由于鋼屋架垂直度及鋼梁撓度是工程監(jiān)理之主控項目，監(jiān)理工程師必須對竣工的鋼構件工程是否滿足鋼結構施工驗收規(guī)范做出評價。原有的測量方法很難在規(guī)定的時間內對大量的監(jiān)測對象進行監(jiān)測并做出評價。索佳 SET1130R 3 全站儀由于其先進的無合同目標測量技術及先進的內置測量軟件，解決了工程測量監(jiān)理中的技術難題。本文通過測量實驗，論證了應用索佳 SET1130R 3 全站儀，對鋼屋架垂直度及鋼梁撓度進行監(jiān)測，工作安全，測量數據可靠，還大大提高了工作效率。
二、鋼屋架垂直度及鋼梁撓度測量方法
測量鋼梁撓度就是測量鋼梁兩端點 A、B及梁中點C 的相對高程HA、HB、HC、由（1）式求出梁的撓度。
ξ =H C －（HA+HB）/2（1）
測量鋼屋架垂直度就是測量屋架頂點C與底梁中點D的水平距離。
鋼梁撓度測量是應用索佳SET1130R3全站儀無合同目標測量技術測量梁A、B、C三點的相對高程。
鋼屋架垂直度測量是利用索佳SET1130R3全站儀內置的對邊測量軟件測量屋架頂點C與底梁中點D的水平距離。為了準確測量屋架頂點C與底梁中點D的水平距離，需在鋼屋架安裝前準確找出C、D點的幾何位置，并貼上索佳SET1130R3全站儀專用的測距反射片。
三、測量實驗
測量實驗的目的是應用索佳SET1130R3全站儀先進的測量技術測定觀測目標的觀測值，與傳統(tǒng)測量方法測量結果（作為真值）進行比較，求出新觀測方法的測量精度，判定應用新方法測量的觀測值是否滿足規(guī)范要求。
1、測點布設
在廢棄的高壓輸電塔架上，布設52個觀測點（26對）。其中，26個測點（13對）貼上反射片，其余26個測點（13對）用長約100mm 的工字鋼板制作，并定出其測點位置。測點布設在長7m，寬7m，離地面高度在 5~15m的空間內。
2、測量方法
用幾何水準測量方法測量52個測點的相對高程（輔用鑒定鋼尺），用索佳SET1130R3全站儀測定13對工字鋼段測點的相對高程，用鑒定鋼尺丈量52個測點之間距。經過高差改正、尺長改正求出13對測點的水平間距。
3、測量數據分析
觀測數據見表1、對觀測值進行處理，得出：無合同目標觀測兩測點相對高差的測量精度為：±1.9mm ；對邊測量兩測點間水平距離的測量精度為±2.92mm 。
《鋼結構工程施工質量驗收規(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，應用無合同目標技術監(jiān)測鋼屋架垂直度是可以滿足規(guī)范要求的。
表1測量實驗值
 
觀測
對編號
 幾何水準測量值
（mm）
 無合同目標觀測值
（mm）
 差值
（mm）
 測點間水平距離
（改正后mm）
 觀測值
（對邊測量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
 

《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》規(guī)定：鋼梁制作與安裝過程中，鋼梁是不允許下撓的。但在所有荷載加入后，鋼梁的原有物理性能產生一定形變。測量工程師必須對竣工的鋼梁撓度進行監(jiān)測，以便對整體結構的安全性能作出評價。同樣，應用索佳SET1130R3全站儀內置的對邊測量軟件進行測量是完全可以滿足技術要求的。
四、鋼梁撓度與鋼屋架垂直度監(jiān)測方法
1、鋼梁撓度監(jiān)測
對鋼梁撓度進行監(jiān)測，應用索佳SET1130R3全站儀測二測回，測定鋼梁兩端點及中點的相對高程，按（1）式計算鋼梁的撓度，評定鋼梁撓度是否滿足規(guī)范規(guī)定的要求。測量時，應在鋼梁垂直下方設站，盡量使鋼梁兩端測點處電磁波的入射角相等，但測設位置應距兩端點 50mm 左右。中點觀測時可以使用索佳 SET1130R3全站儀固有的導向光照準。測量時，如果儀器顯示電量不足，應盡快更換電池。如果在電量不足狀態(tài)下測量，測量精度也會受到影響，誤差大約在10mm左右。另外，儀器三軸誤差對觀測精度影響較大，因而應定期對測量儀器進行檢驗，同時測量時應準確將儀器常數輸入，以便對測量值進行改正。鋼梁的防腐層的厚度不均勻，也能對觀測結果產生較大影響，具體表現就是鋼梁撓度超限。這種情況下應將觀測位置等距離內移，多次觀測進行對比，以確定觀測結果的可靠性。光波路徑應避開金屬等物體，并盡量保持一定空間距離。
應用實例：金川集團有限公司銅合成爐項目之子項工程13000m3粗粒合金車間13根跨距33m鋼梁，由于多種因素影響，中國恩菲工程設計院計算的鋼梁撓度計算值為54mm ，用該方法測得 13 根鋼梁撓度最大值為 48.2mm ，小于設計允許值，可以判定鋼梁撓度符合設計要求。
2、鋼屋架垂直度監(jiān)測
對鋼屋架垂直度進行監(jiān)測，應用索佳SET1130R3全站儀測二測回，通過內置軟件（對邊測量）直接計算出鋼屋架垂直度。對邊測量功能在鋼屋架垂直度監(jiān)測中應用非常方便。唯一要做的是在鋼屋架吊裝前應找好測點的準確位置，并貼上索佳專用反射片。和撓度觀測一樣，儀器要進行檢驗，并進行常數改正。電磁波路線、電池電量等對觀測結果有影響，監(jiān)測時要予以考慮。對鋼屋架垂直度進行監(jiān)測時視距不宜大于60m。
應用實例：應用索佳SET1130R3全站儀測對金川集團有限公司重點技改項目 15 萬 t 銅電解工程、 5000t 電積鈷工程鋼屋架垂直度進行監(jiān)測，監(jiān)測結果顯示鋼屋架垂直度符合《鋼結構工程施工驗收規(guī)范》要求。兩項工程分獲“魯班獎”及“國家優(yōu)質工程獎”。
五、結論
通過測量實驗與實際應用證明，對鋼梁撓度與鋼屋架垂直度進行監(jiān)測，完全可以應用索佳SET1130R3全站儀替代傳統(tǒng)的測量方法。測量精度足夠，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點的準確位置，并貼上反射片。
值得說明的是，從實驗結果看，索佳SET1130R3全站儀測量的三角高程精度為±1.9mm ，并不能說明用該儀器進行三角高程測量就可以代替水準儀進行相應等級的水準測量。用該儀器進行撓度觀測時許多測量誤差是相互抵消的。如在應用無合同目標功能測量撓度時注重電磁波的入射角盡量相等，就是為了抵消許多因素對測量結果的影響，從而提高測量精度。
本文只探討了索佳SET1130R3全站儀在工程建設中的兩方面的應用。實際上，由于索佳SET1130R3全站儀具有無合同目標測量功能，大大方便了在測量中量距困難、人員又不能到達等諸多不便情況下的測量作業(yè)，因而索佳SET1130R3全站儀在測繪作業(yè)中必定有更廣泛的應用。