高层建筑钢桁架转换层施工技术

高层建筑钢结构安装实时测量系统研究与开发项目

一、立项依据

1、随着建筑市场的发展以及建筑水平的提高，高层建筑钢结构建筑逐步增多。在钢结构工程安装过程中，作为工程质量的控制阶段，测量是一项专业性较强又非常重要的工程，测量精度的高低直接影响到工种质量的好坏，也是衡量钢结构工种质量的一个重要指标，同时从钢结构施工流程可以看出，各工序间既相互联系又相互制约，选择何种测量控制方法直接影响到工程的进度与测量。

常规高层建筑钢结构安装测量一般首先根据底层的控制点向施工层面投点，然后根据投点进行各层钢柱、钢梁的放样，放样的精度一方面取决于投点的精度，另一方面取决于施工放样的方法。同时施工放样多使用常规仪器如激光铅直仪、经纬仪、水准仪、钢尺按常规放样方法，由于受施工现场条件的，外业放样人员须进行大量繁锁的计算工作，实际测量要求的作业人员很多，因此不仅精度低、速度慢、容易出错。鉴于此种情况，开发一套适用于高层建筑钢结构安装的实时测量系统是非常的必要的，通过计算机和数字测量设备直接相连，利用计算机直接读取数字测量设备的测量数据，再通过软件自动进行处理纠偏，简化外业测量工作，并能提高精度。

2、考虑到目前高层建筑钢结构安装工程中常规测量方法普遍精度较低、速度较慢，通过该项目的研究及推广应用，形成具有知识产权的新型测量控制系统软件，以便很好的解决现有高层建筑钢结构安装过程中测量工程出现的诸多问题，提高钢结构工程的安装功效和准确性，降低施工工期，提高建筑业的工业化程度。

3、目前国内的高层建筑钢结构安装测量方法普遍采用全站仪放样、激光铅直仪投点、经纬仪测角和垂直度、水准仪测高程、钢卷尺测距的方法进行测量，测量数据通过手工进行计算记录，这种测量方法精度低速度慢，容易出错。通过实时测量系统项目的研究使用，在原有测量技术相对已经比较成熟的理论基础上，结合计算机计算技术的快速准确性，力争使

高层建筑钢结构测量工作走上一个快捷、准备的科学化发展道路。

4、目前国内外个别文献中已出现有测量系统软件的报道，但该种测量系统软件计算是由人工将观测结果输入到计算机进行计算再导出，其应用比较复杂，因此目前尚需一种集高精准度、高效率、高经济性于一体的实时测量系统，同时鉴于目前高层建筑钢结构工程开工数量越来越多，该实时测量系统的产业化前景比较乐观。

二、研究内容

1、该项目主要针对常规测量存在的问题，采用数据库的形式开发出普通操作系统下的实时钢结构安装测量系统，系统采用计算机与数字测量设备相连，通过放样程序操纵测量设备进行测量，自动取得测量数据，计算显示出点位和纠偏信息，当偏差满足要求时就可以将测量的数据存入数据库进行管理、绘图打印报表等。在测量系统研究过程中，我们从以下几个关键技术点展开了分析研究：

（1）通过与测量设备厂家的合作开发，运用接口技术实现数字测量设备与计算机的双向通讯，满足测量数据采集的自动化；

（2）设计开发实时测量系统计算软件，实现测量数据的自动采集和计算分析，并根据计算分析结果反馈指导纠偏；

（3）建立实测数据的数据库，方便进行点位坐标以及实测资料的查询、管理，并能进行图表的自动生成，满足数据的后期利用。

2、该研究项目的最终研究目标是运用接口技术将数字测量设备与计算机相连，建立一套完整的实时测量系统对钢结构安装进行测量校正。该实时测量系统具有以下技术特点：

（1）利用了计算机与数字测量设备直接连接的双向通讯，由计算机发指令给数字测量仪器进行测量，数字测量设备的测量数据自动传输到计算机内存中，避免了数据抄记、输入过程中的错误，简化了外业步骤；

（2）利用测量系统软件实时计算出测点坐标的同时，结合放样点理论坐标进行反算，马上得出偏差信息、纠正数据，反馈于指挥放样工作，满足测量要求；

（3）建立了控制点、放样点以及实测数据的数据库，能方便地进行

点位坐标以及实测资料的查询、管理，能进行图表的自动生成，满足数据的后期利用；

（4）适用于复杂形状、复杂环境的钢结构安装测量，能满足不同条件下的钢结构安装施工要求。

3、该项目的创新之处在于利用了计算机与电子测量设备直接连接的双向通讯，由计算机发指令给电子测量仪器进行测量，测量设备的测量数据再自动传输到计算机中，计算机利用系统软件自动进行计算纠正，测量人员只需要按计算机屏幕的提示，将电子测量仪器瞄准相应目标，点取相应的按钮即可，避免了数据抄记、输入过程中的错误，简化了外业步骤，有效缩短测量时间，提高了测量的安全性和准确性。

4、通过该项目的研究推广使用，提高高层建筑钢结构安装测量的整体施工水平和工作效率，并通过试验使用收集的各项数据进行评估分析后对测量系统不断改进，形成一定的知识产权，达到预定的技术和经济目标。

三、研究试验方法、技术路线（工艺路线）和关键问题的解决措施 本单位为土建工程总承包特级资质、钢结构安装专业壹级资质，施工队伍编及全国各地，年施工任务超千万平方米，技术力量雄厚，而且每年的高层钢结构项目也比较多。我们从查阅相关资料开始着手，并联合有关科研院校深入施工现场进行调研，根据调研结果初步确定了设计思路和方向，进行了初步的设计并形成了设计成果。通过初步的设计成果在南通润华国际中心等工程施工中进行了试用，从试验效果看效果不错，但仍需对系统软件进行进一步的研究改进。为此我们组成了专门的科研小组，并计划在工程施工中针对关键技术问题采用统计评价手段，完成试验比较和完善设计，使之技术更加成熟，整体测量的效果更好，操作更简便实用。随后将根据成熟的设计成果申请知识产权保护，最终达到推广使用的目的，并达到国内领先水平。

四、现有研究条件和工作基础

1、本项目的研究建立在原有比较成熟的测量施工技术和计算机技术的基础上，具有一定的实践和理论研究依据，通过现场施工试验和分析比较，也掌握了一定的技术要点。

2、项目负责人***同志已申请获得混凝土厚度控制装置、混凝土整平压光板、分离伸缩舌板式筒子模12项国家实用新型专利和1项国家发明专利，组织编写了施工工法获得4项国家级工法和多项省级工法，主编了《国家标准——智能建筑工程施工规范》、《江苏省建筑安装工程施工技术操作规程——建筑智能化工程》，达到国内领先水平，填补了国内目前尚无完整的建筑智能化工程国家标准的空白。

3、公司工程技术部将组织了一批有较高技术水平和测量施工经验的现场技术负责人和计算机技术专业人员组成了研究开发小组，并得到南京工业大学的技术支持。

4、项目实施中通过和测量设备生产厂家和有关科研院校协作对所开发自动测量软件的性能进行全面的试验，以达到设计和施工规范要求。

5、在项目研究开发阶段由总公司统一管理指导，指定有技术经济能力的项目部门对该项目进行深化试验。

6、在项目研究开发阶段，组成以公司总工程师瞿启忠为组长的开发研究小组，通过构思开发路线、技术检验保证、现场使用改进，推广使用总结等一系列措施，最终完成该项目的整个开发拓展。

7、该项目已在南通润华国际中心等工程中开始试验实施，取得了不错的综合效益，有待进一步的深化研究。

五、阶段指标和计划进度

2009年年底完成设计、试验等工作，计划达到申请知识产权保护的阶段，2010年年底前全面推广，通过推广使用对各项数据进行统计分析，作出最终指标评价。

六、项目研究预期成果、推广应用前景及效益

目前高层建筑中钢结构工程应用非常广泛，通过该测量系统在已建项目中的施工试验，该系统的使用比以往施工测量手段所用时间缩短约50%以上，设备投入基本保持原有水平，二次复核证明其测量精确度达到100%，工程后期验收中结构尺寸均都能控制在规范范围内，同时该测量系统又能满足不同环境条件下的钢结构安装测量施工要求，测量数据准确可靠度更高，经济效益可观，推广前景比较明朗。

七、承担项目单位及分工

1、本项目由通州建总集团有限公司和南京工业大学共同开发设计，并指定有关项目部配合试验性施工。

2、研究试验期间同测量设备生产企业、设备检测试验机构等单位将达成一定的合作协议。

八、经费概算及来源

1、项目预计总经费 50 万元，其中向省建管局申请 20 万元，匹配资金 30 万元。

经费投入预算 来源 省拨款 1 部门拨款 2 3 单位自筹 其他 合计 备注： 预算数 20 30 50 科目 设备购置费 能源材料费 试验外协费 资料、印刷费 租赁费 差旅费 鉴定、验收费 其他费用 合计 经费支出预算 预算数 10 10 5 2 15 3 3 2 50 注：经费单位：万元