吴文发 胡家忠 李 垒 蒋奋清

(中建八局第二建设有限公司 山东 济南 250022)

体育场大跨度多圆弧结构测量技术浅析

吴文发 胡家忠 李 垒 蒋奋清

(中建八局第二建设有限公司 山东 济南 250022)

随着建筑业的发展，多圆弧结构越来越多，准确对弧形结构进行测设成为测量重点和难点。

多圆弧结构;大跨度;体育场;测量

一、引言

施工测量是建筑施工中的重要环节，服务于施工全过程。随着建筑业日新月异的飞速发展，各种奇异独特的构造设计，展绘出一幅幅巧夺天工的绝妙景观。现结合青岛市民健身中心体育场多圆弧组合全弧形结构及不规则曲线的控制测量和定位放样两个方面进行分析，浅谈大型体育场馆从宏观控制到微观曲线定位放样的测量技术要点。

二、工程概况

青岛市市民健身中心体育场是一座椭圆多圆弧形建筑，为山东省第24届省运会主赛场，本体育场共计四层，设观众席6万座，占地面积36.5万m2，建筑面积15.2万m2，主体框架、少量框架剪力墙结构，屋面钢椼架结构。本工程面积大、范围广、轴网复杂。体育场主体结构纵横跨度长，长轴353.5m，短轴341.3m，高程变化大，轴线变化多，由8个圆心放射112条径向轴线和7条不同半径和曲率的环向轴线组成，外围也有圆心分布，半径各不相同，最大半径2208.405m,纵环轴线交点为柱中心点，共有 1071个承台基础，柱形为长方形、圆形、异形且柱方向与纵向轴线一致，放线难度大，体育场看台分为上下两层，看台高度从+2.75m至35.08m。

三、测量重点及技术要点

(一)测量重点

工程占地面积大，错综变化的标高以及椭圆型的主体结构对工程施工中的测量控制提出了较高的要求，钢结构的吊装量比较大，弧线测量放线多。精度要求高，轴线点位中误差要求控制在3mm范围内。平面控制网的测设，高程的传递，每个独立柱的定向，钢结构的定位等测量难度大，测量精度要求高，以至于工程在施工过程中和竣工后的沉降观测都是测量工作的重点。因此测量工作是本工程的生命线，而平面控制测量的精度则是整个测量工作重中之重。

(二)技术要点

所有环向轴线全为曲线，独立柱全为方形和长方形柱，必须保证每个曲线上柱的 朝向与纵向轴线一致。多圆心形成的曲线间距不一，独立柱定向放样点位多，地下部分全在拉梁 上定点，侧向借线法使用频繁，平面量距精度要高。

图3.1 体育场多圆弧形示意图

图4.1 场区平面控制网布置图

四、平面控制网的测设

遵循“先整体后局部，先控制后碎部，高精度控制低精度”的原则，本工程分为三级控制，控制网布置见表4.1。

表4.1 场区三级控制网布置

纵观工程整体布局，一级平面控制网A1、A2、A3、A4以及火炬路上的控制点均为测绘院提供，对上述各点采用定期进行复核监测；A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L各点布设成沿主体结构一圈的一条闭合导线，导线网中必须包含建筑物对称中心即主点(长短轴交点)，闭合到测绘单位提供的一级控制点上。

五、高程控制网的建立

六、±0.000 以下基础部分施工测量

独立基础定位点的选取：每个独立柱基需使用全站仪直角坐标放样法独立放样，每个柱基不得少于两个放样点，纵向轴线向两侧各偏 1 米与横轴线(过柱中心点与长轴垂直)相交的交点，通过坐标标注插件将点位坐标逐一标于电子版上(见图6.1)。

图6.1 基础点位坐标标注

图6.2 基础轴线定位图

图6.3 梁边线放样示意图

将图形放大后再分区或分片打印成册，供现场施测时方便使用。坐标标注时极易出现偏差，此项工作必须细致严谨，切不可马虎。另外各环向轴线间距最好一同标于图上，对后续放线非常有用。

因为是独立基础，由于土方开挖和基坑清理导致相互基础间不能直接用钢尺量距，也无法使用仪器投测直线，所以必须严格检查各个基础放样点间距是否与图纸尺寸一致。将各独立柱基的两个放样点连线找出中点，分别以两点为圆心以大于点到中点的距离为半径，在直线两侧画弧，将交点过中点连线形成柱轴线(附图 a)，依据基础图和柱位图放出柱边线和基础边线。

检查复核：用全站仪依据纵向柱间距或柱中心点坐标逐一检查所放柱基中心，点位偏差 ≤2-3mm 时即为合格。

基础弧形梁定位放线：其放样方法与基础定位不同，在垫层上或梁上定位弧梁轴线，依据柱中心的放样点连线定中点量矢高，在柱中心点连线上取出中心点，由柱中连线的中心点向两侧每1m画一个点，每个点到弧形轴线的矢高直接从电子版上获取，量矢高值≤3mm时符合要求，否则重新画点测量矢量高，将点连线即为弧梁轴线，依图放出梁边线，见图6.3。

基础高程测量：当土方开挖接近设计高度时，在每个独立基坑内钉木桩，直接从邻近的高程控制网点上引测高程至每个木桩上，测量出木桩高程以控制土方超挖和垫层标高。在柱基混凝土浇筑前，在其竖向钢筋上抄测出基础拉梁顶面 500mm 控制线用油漆标注。

七、±0.000 以上主体部分施工测量

平面放线主要是确定轴线位置和柱子方向，其方法同基础放样相同，所不同的是放样控制点选取为将纵向长轴线向两侧各偏 1 米后与弧形轴线相交的交点，采用全站仪坐标放样法定位控制轴线。同时在每柱的纵向轴线上放样一个与柱心相距 1 米的控制点，与纵向按据图纸几何尺寸量距做校核，横向相邻轴线间距通过直接测量弦长检查其偏差。当偏差≤±2-3mm即为合格，再测放出轴线、柱边线、500mm 控制线。

由于基础及主体结构施工阶段的平面轴线定位主要采用全站仪坐标放样法向待测面投测控制点，为保证测设的精度要求，每个流水段至少要投测 2-3个控制点。并与现场控制网做角度、距离 校核，经校核无误后，方可在该作业面上放出其它轴线控制线。为便于检查上下层间同一轴线的偏差，每个施测面的控制线应做到上下一致，使用经纬仪在结构的两端头进行检查，每层偏差 ≤±2-3mm 即为合格，否则重新放样。

作业面高程测量：当首层墙、柱拆模后及时抄测出建筑500mm线。层间标高传递：当结构施工高出±0.000m 以后，用钢尺延柱身以首层建筑。50线为起点垂直向上量取结构层高加地面作法，作为二层建筑 50 线。用钢尺传递标高时，每个施测面至少要从三处上传递，在作业面进行校核，点与点间误差≤±2-3mm即为合格。

八、新技术的应用

(一)积极应用计算机网络，利用网上学习和借鉴国内外体育场馆工程建设中在测量方面资源，的成功经验。

(二)利用计算机把图纸中的设计要素数字化，转化为现场放样坐标。

(三)建立数字工地，使技术和现场各种管理用数字、图表说话，力争使各项管理工作数字化。

九、结束语：

全站仪的普及使用对当前复杂的结构施工带来了前所未有的快捷和方便，但在使用中要特别注意仪器的检校和各项指标，放样时要时刻关注“目标”常数，此键紧靠“测距”，按错键而改变了常数仪器不会提示，而放样出的点位偏差很大，而且很不易发现。另外仪器的补偿功能超限也不影响仪器使用，但测距偏差大，测量结果也是错误的，所以仪器使用前要做测距校核，施测中要遵守操作规程，使用后要认真保养。

另外需要特别指出的是，由于体育场在施工过程中，障碍物不断增加，测量放样的视线经常受阻，此时在使用全站仪放样过程中会经常采用后方交会法进行设站，而每次后方交会法设站结束后，拓普康全站仪的格网因子都会发生变化，有时数值≥1，有时数值为0.999961不等。总之，数值的变化对于短距离测量放样影响不大，而对于体育场这种长距离、大面积测量放样来说就容易造成误差超限，应该及时对格网因子进行调整；一般来说红岛地区的海拔高度小于10米，格网因子≤1，一般为0.999999，而采用后方交会法设站之后，应立即对格网因子的数值进行修改，输入高程和比例，然后在进行测量放样，以减少格网因子的误差对测量放样精度的影响。格网因子修改前和修改后的数值见下图：

在青岛市市民健身中心体育场工程测量放线过程中，通过制定有效的技术措施和施工方法，克服多圆组合全弧形测量放线的难度，放线结果均符合设计和规范要求，达到质量好、速度快的效果，为下一步混凝土结构施工打下了坚实的基础，得到了建设单位和监理公司的一致好评，也为我公司今后同类工程的施工积累了实践经验。

[1]吕天中, 何波. 体育场工程施工测量技术分析[J]. 建筑知识:学术刊, 2011:211-212.

[2]颜洽愉, 张晶. 上海八万人体育场的施工测量控制技术[J]. 施工技术, 1997(sg):31-33.

[3]王彦飞. 圆弧形建筑的测量放线技术及控制要点[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2014(19).

吴文发(1987.12-)，男，本科，中建八局第二建设有限公司，高级工程师。