论文部分内容阅读
摘要：为了适应该区域的发展，重新树立电视塔标志性建筑地位，故对电视塔进行一次全面的外观和内部整体装修改造，本文主要探讨了装修改造工程施工中测量放线技术。
关键词：电视发射塔钢结构 测量放线技术
陕西广播电视发射塔塔体总高248米，原踏整体平面呈八角形。塔体由下至上分别为塔基、塔座、塔身、塔楼、塔杆五部分。其中塔基、塔座、塔身为钢筋混凝土结构，塔楼、塔杆为钢结构。
电视塔作为西安市标志性建筑景观，经历二十余年的风风雨雨，由于基础沉降的不均匀，塔体出现倾斜现象；且外观已经陈旧，加之周边建筑环境发生了巨大的变化；为了适应该区域的发展，重新树立电视塔标志性建筑地位，经省政府批准，对电视塔进行一次全面的外观和内部整体装修改造。
本次电视塔装修改造工程的重点时在塔座和塔楼外各加一圈管式钢结构，作为塔座和塔楼装修的承重结构，并由原来的八棱改为十六棱。因为本工程为改造工程，其外包钢结构是在不改变原结构的基础上外包的。为保证新增钢结构与原结构连接位置准确，测量放线是保证安装质量的关键。由于塔体的不均匀沉降和倾斜，给测量放线带来一定的难度，也给新旧钢结构的准确连接带来一定的困难。为保证装修改造工程既符合设计意图，又能与原结构比较准确的连接，必须根据原塔体的实际情况，进行测量放线。本文对装修改造工程施工中测量放线技术加以探讨，以供商酌。
坐标系的建立
装修前电视塔的几何尺寸误差有关情况。
1.1 陕西广播电视塔1987年建成并投入使用，至今已有二十多年的历史。与其不远处的名胜古迹大雁塔一样，由于基础不均匀沉降，塔体产生倾斜，经测定塔楼上部▽152.5m平台面中心偏移400mm左右。
1.2 通过对塔座一层原结构的检查，原控制轨道中心的16个点均存在。按照原结构设计图纸计算出16个点的相对坐标，然后在各点架设全站仪校核16个点的坐标值是否与理论值相符。经校核16个点的坐标其实测值与理论值均相符，其偏差均符合规范要求。因此，可以以16个点的坐标为依据建立坐标系。如图一以所示：
塔楼各层控制点的引测：
2.1 根据塔座一层原有的16个坐标点，用全站仪在塔座一层结构面上测放出任意两个点的坐标（控制坐标），然后以此两控制点，向上引测各层控制点。
2.2 在测设出的控制点位置处架设激光铅垂仪，向上投射出各层相应控制点。
2.3 因塔楼外处于▽132.17m以上，在用铅垂仪向上进行坐标点引测时受日照、湿度、风力等影响，每次引测的坐标点误差较大。为确保向上引测的控制点准确，进行坐标点引测时在早上6.00，风力最小时进行。同时每层的控制点引测次数不得少于三次，以三次引测的平均点为每层坐标控制点，并做相应的保护措施。
3.塔楼各层轴线的引测
3.1 根据塔体倾斜的现状，为确保塔楼新钢结构与原塔楼钢结构连接位置准确，相互吻合，因此塔楼新钢结构安装坐标系建立时，应对以塔座一层控制点为依据向上引测到塔楼各层的控制点加以修正。（见图二、图三）
3.2 由于塔体在▽152.5m 高层垂直中心线偏移400mm，如图二所示，同样也可以计算出塔楼各层垂直中心线的偏移数值，统称Ws 。
3.3 塔楼各层坐标系控制点的修正如图三所示。按照各层修正后的控制点，根据结构设计图纸计算出各轴线的坐标，用全站仪放出各轴线。
3.4 塔楼钢结构吊装就位后，用经纬仪按照测放出的轴线控制钢结构轴线的位移，以达到设计规范要求。
标高的测设
基准点建立的理论分析：
1.1 因该电视发射塔已建20余年，且其沉降不均匀导致出现倾斜现象，因此在进行标高测设前，应先进行理论分析，然后确定标高测设办法。
1.2 塔体倾斜对中心点标高处倾斜400mm ，其倾斜角度计算如下：
1.2.1塔体垂中心线倾斜1°时▽152.5m平台中心点所划过的弧长（既相当于弦长）
2ΠR / 360= 2 x 3.1416 x 152.5 / 360 = 2.6616（m）
偏离400mm所对应的倾斜角度（如图二所示）
0.4÷2.6616≈0.15°=9’
倾斜后原▽152.5m中心点标高降为：
152.5cos9’=152.5×0.999996573≈152.4995（m）
由此可看出其标高仅降低不到0.5mm，倾斜对垂直中心线各点标高影响可忽略不计。
1.3 塔体倾斜对塔楼最外端标高影响
新设计的塔楼钢结构的最大半径R=12.8m，如果新结构与原结构保持在一个平面内。塔体倾斜最外端高差带来的变化：
Rsin9’=12.8×0.002618≈±0.0335(m)= ±33.5mm。
新鋼结构最外端升高或降低33.5mm，安装时应引起注意。
基准点的建立
2.1 由于塔体倾斜度不大，在八棱混凝土塔筒周围，由于倾斜引起的标高变化很小，所以标高引测到各层的控制点，在混凝土塔筒及其附近为宜。
2.2 由于装修改造钢结构安装以原结构为基础，所以新引测的标高尽量与原结构标高相协调，便于新钢结构安装时与原结构吻合，故向上引测基准点用塔座原底层基准点为宜。
3. 标高的引测
3.1以所确定标高基准点为基准，用水准仪向上测放出各层+500mm标高控制线（在混凝土塔筒附近为宜）
3.2由于塔体倾斜，楼层原结构也相应地发生偏移，在倾斜方向一侧构件标高降低，背着倾斜方向的另一侧构件升高，离塔中心越远标高变化越大。可按下式计算：（见图四）
△h=±0.002618Rx
其中：△h楼层测控点标高的升降值
Rx标高测控点半径
3.3钢结构吊装就位时，在楼层内架设水准仪，按照各楼层+500mm标高控制线来测控水平杆件的实际标高。
3.4由于塔体倾斜影响，塔楼楼层各处标高变化不同，与平行于倾斜方向的Rx成正比，最大值达33.5mm。实际测控水平杆件时要按图四所示要求进行修正，既在等高线上以控制线标高为基础，增加或减少同样的数值△h。
3.5依据上述原则测控楼层水平杆件标高时，对倾斜方向一侧，标高要控制在允许时正误差范围内；对另一侧，标高要控制在允许的负误差范围内；以减少整个楼层的倾斜度。
结束语
本文对倾斜电视塔测量放线技术的叙述，偏重于理论分析，实际施工时，应根据现场的实际情况，作适当的调整，并征得设计院，甲方、监理的同意，经过大家共同努力，一定能创造出适用于塔楼建筑，并且经济合理的测量放线技术。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：电视发射塔钢结构 测量放线技术
陕西广播电视发射塔塔体总高248米，原踏整体平面呈八角形。塔体由下至上分别为塔基、塔座、塔身、塔楼、塔杆五部分。其中塔基、塔座、塔身为钢筋混凝土结构，塔楼、塔杆为钢结构。
电视塔作为西安市标志性建筑景观，经历二十余年的风风雨雨，由于基础沉降的不均匀，塔体出现倾斜现象；且外观已经陈旧，加之周边建筑环境发生了巨大的变化；为了适应该区域的发展，重新树立电视塔标志性建筑地位，经省政府批准，对电视塔进行一次全面的外观和内部整体装修改造。
本次电视塔装修改造工程的重点时在塔座和塔楼外各加一圈管式钢结构，作为塔座和塔楼装修的承重结构，并由原来的八棱改为十六棱。因为本工程为改造工程，其外包钢结构是在不改变原结构的基础上外包的。为保证新增钢结构与原结构连接位置准确，测量放线是保证安装质量的关键。由于塔体的不均匀沉降和倾斜，给测量放线带来一定的难度，也给新旧钢结构的准确连接带来一定的困难。为保证装修改造工程既符合设计意图，又能与原结构比较准确的连接，必须根据原塔体的实际情况，进行测量放线。本文对装修改造工程施工中测量放线技术加以探讨，以供商酌。
坐标系的建立
装修前电视塔的几何尺寸误差有关情况。
1.1 陕西广播电视塔1987年建成并投入使用，至今已有二十多年的历史。与其不远处的名胜古迹大雁塔一样，由于基础不均匀沉降，塔体产生倾斜，经测定塔楼上部▽152.5m平台面中心偏移400mm左右。
1.2 通过对塔座一层原结构的检查，原控制轨道中心的16个点均存在。按照原结构设计图纸计算出16个点的相对坐标，然后在各点架设全站仪校核16个点的坐标值是否与理论值相符。经校核16个点的坐标其实测值与理论值均相符，其偏差均符合规范要求。因此，可以以16个点的坐标为依据建立坐标系。如图一以所示：
塔楼各层控制点的引测：
2.1 根据塔座一层原有的16个坐标点，用全站仪在塔座一层结构面上测放出任意两个点的坐标（控制坐标），然后以此两控制点，向上引测各层控制点。
2.2 在测设出的控制点位置处架设激光铅垂仪，向上投射出各层相应控制点。
2.3 因塔楼外处于▽132.17m以上，在用铅垂仪向上进行坐标点引测时受日照、湿度、风力等影响，每次引测的坐标点误差较大。为确保向上引测的控制点准确，进行坐标点引测时在早上6.00，风力最小时进行。同时每层的控制点引测次数不得少于三次，以三次引测的平均点为每层坐标控制点，并做相应的保护措施。
3.塔楼各层轴线的引测
3.1 根据塔体倾斜的现状，为确保塔楼新钢结构与原塔楼钢结构连接位置准确，相互吻合，因此塔楼新钢结构安装坐标系建立时，应对以塔座一层控制点为依据向上引测到塔楼各层的控制点加以修正。（见图二、图三）
3.2 由于塔体在▽152.5m 高层垂直中心线偏移400mm，如图二所示，同样也可以计算出塔楼各层垂直中心线的偏移数值，统称Ws 。
3.3 塔楼各层坐标系控制点的修正如图三所示。按照各层修正后的控制点，根据结构设计图纸计算出各轴线的坐标，用全站仪放出各轴线。
3.4 塔楼钢结构吊装就位后，用经纬仪按照测放出的轴线控制钢结构轴线的位移，以达到设计规范要求。
标高的测设
基准点建立的理论分析：
1.1 因该电视发射塔已建20余年，且其沉降不均匀导致出现倾斜现象，因此在进行标高测设前，应先进行理论分析，然后确定标高测设办法。
1.2 塔体倾斜对中心点标高处倾斜400mm ，其倾斜角度计算如下：
1.2.1塔体垂中心线倾斜1°时▽152.5m平台中心点所划过的弧长（既相当于弦长）
2ΠR / 360= 2 x 3.1416 x 152.5 / 360 = 2.6616（m）
偏离400mm所对应的倾斜角度（如图二所示）
0.4÷2.6616≈0.15°=9’
倾斜后原▽152.5m中心点标高降为：
152.5cos9’=152.5×0.999996573≈152.4995（m）
由此可看出其标高仅降低不到0.5mm，倾斜对垂直中心线各点标高影响可忽略不计。
1.3 塔体倾斜对塔楼最外端标高影响
新设计的塔楼钢结构的最大半径R=12.8m，如果新结构与原结构保持在一个平面内。塔体倾斜最外端高差带来的变化：
Rsin9’=12.8×0.002618≈±0.0335(m)= ±33.5mm。
新鋼结构最外端升高或降低33.5mm，安装时应引起注意。
基准点的建立
2.1 由于塔体倾斜度不大，在八棱混凝土塔筒周围，由于倾斜引起的标高变化很小，所以标高引测到各层的控制点，在混凝土塔筒及其附近为宜。
2.2 由于装修改造钢结构安装以原结构为基础，所以新引测的标高尽量与原结构标高相协调，便于新钢结构安装时与原结构吻合，故向上引测基准点用塔座原底层基准点为宜。
3. 标高的引测
3.1以所确定标高基准点为基准，用水准仪向上测放出各层+500mm标高控制线（在混凝土塔筒附近为宜）
3.2由于塔体倾斜，楼层原结构也相应地发生偏移，在倾斜方向一侧构件标高降低，背着倾斜方向的另一侧构件升高，离塔中心越远标高变化越大。可按下式计算：（见图四）
△h=±0.002618Rx
其中：△h楼层测控点标高的升降值
Rx标高测控点半径
3.3钢结构吊装就位时，在楼层内架设水准仪，按照各楼层+500mm标高控制线来测控水平杆件的实际标高。
3.4由于塔体倾斜影响，塔楼楼层各处标高变化不同，与平行于倾斜方向的Rx成正比，最大值达33.5mm。实际测控水平杆件时要按图四所示要求进行修正，既在等高线上以控制线标高为基础，增加或减少同样的数值△h。
3.5依据上述原则测控楼层水平杆件标高时，对倾斜方向一侧，标高要控制在允许时正误差范围内；对另一侧，标高要控制在允许的负误差范围内；以减少整个楼层的倾斜度。
结束语
本文对倾斜电视塔测量放线技术的叙述，偏重于理论分析，实际施工时，应根据现场的实际情况，作适当的调整，并征得设计院，甲方、监理的同意，经过大家共同努力，一定能创造出适用于塔楼建筑，并且经济合理的测量放线技术。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。