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国家体育场施工测量方案
一、编制依据
1、国家体育场总承包部项目部下发的平面定位图、部分初步设计图； 2、国家GB 50026—93 《工程测量规范》；
3、北京市DBJ 01—21—98 《建筑工程施工测量规程》； 4、国家JGJ/T 8—97 《建筑变形测量规程》；
5、GB 50205—2001 《钢结构工程施工质量验收规范》； 6、钢结构施工方案； 二、工程概况
国家体育场看台的放射状混凝土框架结构与环绕它们并形成主屋盖的空间钢结构完全分离。空间钢结构由24榀门式桁架围绕着体育场内部碗状看台区旋转而成，其中22榀贯通或基本贯通。结构组件相互支撑、形成网格状构架，组成体育场整体的“鸟巢”造型。所有钢结构构件形成结构及建筑外形。
工程±0.000标高相对于绝对标高为43.500m，钢结构屋盖呈双曲面马鞍型，南北向结构高度为40.746m，东西向结构高度为67.122m。屋顶主结构均为箱型截面，上弦杆截面基本为1000mm×1000mm，下弦杆截面基本为
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800mm×800mm，腹杆截面基本为600mm×600mm，腹杆与上下弦杆相贯，屋顶矢高12.000m。竖向由24根组合钢结构柱支撑，每根组合钢结构柱由两根1200mm×1200mm箱型钢柱和一根菱形钢柱组成，荷载通过它传递至基础。立面次结构截面基本为1200mm×1000mm，顶面次结构截面基本为1000mm×1000mm。钢结构现场组拼、安装精度要求高，精度控制实现难度大。 三、控制测量及精度要求
在既有（土建）施工控制网的基础上，根据钢结构设计特点和施工特点，布设钢结构施工专用控制网，供钢结构安装使用，同时供钢结构变形监测使用。以测绘院确认的起算坐标点和方位（场区中心点、中心点做起点的P13轴方位）作为控制网起算依据；保持钢结构、土建施工控制原始依据一致。 （一）平面控制网 1、布网形式和原则
在（土建）施工控制网基础上，布设钢结构施工平面控制网。分为外环、内环和中环，分期实施。内环和外环连结成统一整体，在土建看台施工前施测。中环作为临时控制点在钢结构安装前布设并施测，并与内环、外环联测。为了防止控制网整体产生扭曲，取外环网外侧3个GPS点与控制网相联结。 2、精度控制：
参照《工程测量规范》GB50026-93关于一级导线的规定，即最大边长相对误差≤1/30000；测角中误差≤±7”n,设计本网满足精度为:最大边长相对误差≤1/40000，测角中误差≤±6”n。
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中 一 路N慧忠里临 大屯时西汽车站T1Z1Z2T8路1Z11B85地铁成府路站T72Z10B7T9东4B6B5T6B4路Z6T4北 辰 花 园 路中心T2Z4B1B2凯迪克大酒店Z56T3辰北Z3T10B3Z97#T5Z86#16A16B17#23B北辰高尔夫俱乐部4#5#北 辰 花 园 别 墅3#1#GPS网点北 辰 集 团外环、内环中环钢结构平面控制网示意图
平面控制网示意图
（二）高程控制网 1、布网形式和原则
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高程控制网点与钢结构平面控制网的内环、外环共点，与原土建水准网联测整体平差。
中 一 路N慧忠里临 大屯时西汽车站T1Z1Z2T8路Z11B85凯迪克大酒店地铁成府路站T72Z10B7T9东4B6B5T6B4路Z6T4北 辰 花 园 路中心T2Z4B1B2北Z3BM4T10B3Z5T3辰Z9T5BM1Z8BM2北辰高尔夫俱乐部北 辰 花 园 别 墅水准网（点）北 辰 集 团中环钢结构高程控制网示意图
高程控制网示意图
2、精度控制
遵照《工程测量规范》（GB50026-93）规定，高程控制测量采用四等水准精度。两点间高差中误差不超过±3mm，以此做为施工拟建建筑的高程控制点。
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（三）、钢结构安装的精度要求：
项 目允许偏差（）图 例地脚螺栓（锚栓）位移地脚螺栓（锚栓）露出长度基础上柱的定位轴线.0基础上柱底标高2.0基准点底层柱柱底轴线对定位轴线偏移3.0柱子定位轴线1.0单节柱的垂直度于10.0且不应大主体结构的整体垂直度（且不应大于50.0）用设计标高控制安装且不应大于30.0且不应大于-30.0同一层柱的各柱顶标高高度差
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四、钢结构施工测量 （一）施工测量 1、塔架安装测量 1) 塔架基础定位
根据塔架设置位置、桁架平面投影布置和塔架与桁架的位置关系，在平面内求出塔架中心点及塔架支柱的控制坐标（x,y）。 2) 塔架基础测量
A. 利用全站仪、钢卷尺和各点的控制坐标测设塔架中心点。 B. 利用全站仪、钢卷尺和各点的控制坐标测设塔架支柱中心点。 C. 在塔架支座处画出塔架的定位轴线。
D. 利用水准仪和已知的高程控制点测出基础各点标高。 3) 塔架垂直度测量
A. 塔架就位时塔架支座中心线须与基础中心线基本对齐后方可松钩。 B. 用千斤顶调整塔架位置，使塔架支柱底座中心线与基础中心线重合。 C. 选定塔架任一支柱作为塔架安装控制，在支柱的互相垂直的两条轴线上架设两台经纬仪。
D. 先瞄准柱子下部已标注的中线标志，再扬起望远镜进行观测，如经纬仪的竖丝始终与柱子中心线重合，则说明柱子是垂直的，否则将进行重新调整定位。
E. 待控制支柱垂直度调整完后，选其对角支柱对垂直度进行复测，如垂直度也满足规范要求，则塔架的垂直度满足要求，可进行下一节塔架柱的安装。
F. 二节及以上各节塔架安装时，首先应用经纬仪控制千斤顶调整上节支柱柱底中心线与下节支柱柱顶中心线重合，然后按上述测量控制方法逐节安装塔架。
G. 实测柱顶的垂直度偏差，首先仰视柱子顶端的中心点，然后在俯视
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柱子底部中心点，若不重合，则投设出一点，量取该点至柱底中心标志的距离，即是柱子的垂直偏差值。
H. 柱身垂直允许偏差必须满足本工程所采用的规范规定。
I. 对柱子复测结束后，需在柱顶上进行中心定位,作好十字线,标记鲜明。 4) 塔架标高测量
本工程中塔架标高控制主要为塔架顶部标高。测量方法如下： A. 在地面或看台合适的位置安置水准仪，并从塔架顶部上悬挂钢卷尺至贴近地面的地方，钢卷尺的零点在下边，并在尺子下边配以拉力范围内的重锤，使钢尺呈铅直状态。
B. 在已知高程点（应该是本区内的临时水准点）上立尺，利用水准仪进行读数，设其读数为Z1，钢尺上读数为Z2，塔架顶部读数为Z3，则可根据已知的高程值和Z1、Z2、Z3的值可计算出塔架顶部的高程值。 2、组装胎架测量
A. 根据胎架的布置方式和组装构件的几何特征，确定测量控制点及其控制坐标值。
B. 在胎架布置区域内设置临时水准点。 C. 在胎架布置区域内设置平面控制网。 D. 利用水准测量法可测设各控制点的高程值。
E. 利用全站仪可测设各控制点的平面位置，从而确定各控制点的空间位置。 3、柱安装测量 1) 杯口基础测量
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A. 根据场内已建立的控制网，利用经纬仪或全站仪测设出杯口的定位轴线，标记鲜明。
B. 根据已有的高程控制点，用水准仪测出基坑的高程值，并在杯口处明确标识。 2) 柱垂直度测量
A. 柱安装垂直度测量控制经纬仪布置如下图。
B. 经纬仪1和经纬仪2为柱安装时垂直度控制设备，经纬仪3和经纬仪4为垂直度复核设备。
C. 根部柱垂直度测量：先（经纬仪1和经纬仪2双向）瞄准基础定位轴线上的控制点，再扬起望远镜，观测柱子下部（基础标高以上）已标注的中线，调整根部柱使经纬仪的竖丝始终与柱子中心线重合，再向上扬起望远镜，观测柱子上部已标注的中线，调整柱使经纬仪的竖丝始终与柱子中心线重合，最后用经纬仪3和4对柱用同样的方法进行复核，如复核没有问题，则说明柱子是垂直的，否则将进行重新定位。
D. 上部各层柱垂直度测量：先（经纬仪1和经纬仪2双向）瞄准下节柱定位轴线上的控制点，再扬起望远镜，观测柱子下部已标注的中线，调整柱使经纬仪的竖丝始终与柱子中心线重合，再向上扬起望远镜，观测柱子上部已标注的中线，调整柱使经纬仪的竖丝始终与柱子中心线重合，最后用经纬仪3和4对柱用同样的方法进行复核，如复核没有问题，则说明柱子是垂直的，否则将进行重新定位。 E. 实测柱顶的垂直度偏差，首先仰视柱子顶端的中心点，然后在俯视
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柱子底部中心点，若不重合，则投设出一点，量取该点至柱底中心标志的距离，即是柱子的垂直偏差值。
F. 柱身垂直允许偏差必须满足本工程所采用的规范规定。
经纬仪1经纬仪2经纬仪3经纬仪4柱垂直度测量仪器布置示意图
3) 柱标高测量
A. 标高测量控制点：顶层柱以桁架下弦接口处中线上一点为标高控制点；下部各层柱以接口以下一米处中心线上的点为标高测量控制点。 B. 在地面或看台合适的位置安置水准仪，并从塔架顶部上悬挂钢卷尺至贴近地面的地方，钢卷尺的零点在下边，并在尺子下边配以拉力范围内的重锤，使钢尺呈铅直状态。
C. 在已知高程点（应该是本区内的临时水准点）上立尺，利用水准仪
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进行读数，设其读数为Z1，钢尺上读数为Z2，塔架顶部读数为Z3，则可根据已知的高程值和Z1、Z2、Z3的值可计算出塔架顶部的高程值。
4、桁架安装测量 1) 桁架标高控制
A. 标高控制点的设置：A点，桁架与柱的连接处桁架的上弦中心线上； B点，塔架上部桁架上弦中心线上；C点，塔架上部桁架上弦中心线上。
B. 分别在看台、高空合适的位置安置水准仪，并从钢桁架上悬挂钢卷尺至贴近地面的地方，钢卷尺的零点在下边，并在尺子下边配以拉力范围内的重锤，使钢尺呈铅直状态。
C. 在看台已知高程点（应该是本区内的临时水准点）上立尺，利用水准仪进行读数，设其读数为d，钢尺上读数为c，相同的方法在高空平台上读得悬挂钢尺的值为b，则可根据A点设计高程计算出a的值，当高空平台上的水准尺读数为a时，尺子的零点即为该点设计标高位置，如图所示：
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————A点为按设计高程的放样点 ————B点为看台上的已知高程点 ————b、c为钢卷尺上的读数 ————a、d为水准尺上的读数
D. 内环桁架的标高测量控制点设置在塔架上方桁架的上弦中心线上，采用上述同样的测量方法可测得各点的标高，以便安装控制。 E. 用此方法放样的注意事项：首先要保证钢卷尺的精度，并在实测过程中加入温度改正数，重锤的重量为5kg。另外，要进行多次测量，取几次的最或然值。 2) 桁架垂直度测量
A. 外圈、中圈桁架垂直度测量选三处控制：桁架两端和桁架的中部。 B. 内圈垂直度测量控制选桁架的端头。
C. 桁架垂直度测量：在紧靠桁架上弦翼缘外侧掉下一重锤，通过钢尺测出垂线与桁架下弦翼缘外侧的距离，距离越小说明桁架越垂直，
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垂直度必须调整到规范允许范围内后方可最后固定。 3) 桁架安装轴线控制
A. 利用全站仪将桁架的轴线定位点投射到看台上。 B. 利用经纬仪将看台上的轴线投射到塔架顶部并标识鲜明。 C. 塔架顶部的定位轴线作为安装临时定位轴线。
D. 在看台上设经纬仪复测看台上的轴线与桁架中心线是否在一条线上，如是，最后固定，如不是，则需再次调整至一条线为止。 四、变形监测 变形监测的内容
1、钢柱基础的沉降观测；
2、钢柱结构受大气温度变化、焊后的变形监测； 3、钢柱结构在支撑拆除过程、拆除后的变形监测。
采用经纬仪对钢柱的垂直度进行变形监测，支撑拆除后的标高变化可采用水准仪观测，在不便于进行水准测量地方可采用三角高程进行观测。每次监测结束后，将监测数据、监测结果和根据已有成果分析得出的变形规律及发展趋势等信息，以书面形式及时反馈给项目部技术部，并上报监理和雇主等相关部门。 五、 工程测量质量控制
（一）、测量质量控制标准 1、控制网的精度要求
控制网边长相对中误差 控制网测角中误差： 控制点高程
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±1/20000～1/40000 ±9” ±3mm 北京城建集团有限责任公司
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2、钢结构安装测量的允许偏差：
钢柱的垂直度 钢柱间距误差 层间高差 建筑物总高度 （二）、测量人员配备及仪器管理：
1、 根据工程的特点及难点配备相应的管理人员，测量人员不少于4人。
所有仪器设备都应有检定合格证，并按周期检定。根据本工程的特点和工程放线的精度要求，配备能满足施工需要和精度要求的测量仪器。
2、 测量仪器一览表
序仪 器 名 称 型 号 号 1 2 3 电子全站仪 经 纬 仪 水 准 仪 精 度 数 量（台） 1 2 2 用 途 工程放线 校正钢柱 高程测量 ±3 mm ±2 mm ±3 mm ±10 mm 2″ 莱 卡 2mm+2ppm.D 光 学 莱 卡 2″ ±0.7m/km ±1.5/km 钢尺、墨斗、钢针、线绳、标板、温度计、 水平尺、计算器、照明灯、对讲机等。 （三）、吊装过程中的测量误差分析及控制方法 4 其它测量仪器 1、测量本身的误差：
控制点精度、量方测量仪器、测法及测量人员的校正过程中的测量误差，这就要求编制合理的施工方案、采用高精度测量仪器，测量人员加强责任心，提高测量水平。
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2、安装误差
钢构件加工的几何尺寸偏差、吊装过程中的碰撞引起。因此要加强文明施工管理。 3、缆风绳的松紧
钢柱终拧时，是靠缆风绳拉到正确位置的，松开缆风绳，钢柱会向相反方向倾斜，因此缆风绳的松紧程度都会引起钢柱倾斜。 4、日照温差
日照温差都会引起钢构件的变形，通过观测发现，日照充足时（尤其在夏季），阳面的膨胀量较大，故钢构件向阴面倾斜。因此观测时间尽量选择在早晨6-8点，下午4-6点。 5、预留偏差值不准
预留的偏差值应充分考虑下一节钢柱的累计误差，且预留方向应与下节柱的偏差方向相反，若预留方向不当，会造成钢柱倾斜。
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