工艺工法qc用cad制图技术进行弧形结构放样施工工法

'用CAD制图技术进行弧形结构放样施工工法工法编号：RJGF(闽)-X-2012完成单位：XX总公司1前言随着建筑业的不断发展，建筑结构形状呈多样化、曲线化、复杂化，对建筑工程施工定位测量技术的要求越来越高，测量数据计算越来越复杂，传统测量数据手工计算方法落后、计算量大,应用CAD制图技术可将弧形测设简化为直线测设，使测量定位快速、精确，我司通过对福建工程学院新校区图书馆工程弧形坡道、福建医科大学附属协和医院外科病房综合楼工程地下室三层弧形车道、福建省大学生体育场工程弧形看台的施工放样工艺研究和施工实践，总结形成本施工工法。2工法特点2.0.1降低测量难度，将弧形测设简化为直线测设，方便施工测量的实施。2.0.2降低成本，减少测量人员人数、节省测设时间。2.0.3提高测量精确度，避免人工计算操作的误差。2.0.4减少模板工程安装尺寸误差，缩短施工工期。3适用范围适用于弧形结构工程及可转换为弧形的曲线型结构工程的房屋建筑工程施工放样。4工艺原理应用CAD制图技术，确定弧形结构上各控制点的位置，根据微积分原理，将相邻两个控制点间弧形测设简化成直线测设，通过测量仪器实现弧形结构放样。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工前准备工作→引测定位基准点→标注各控制点定位坐标及相对角度→标高计算→标注控制点间弧形段弦高→各控制点现场定位测量→标高测量→各控制点间弧形段定位测量放样。5.2操作要点5.2.1施工前准备工作1熟悉施工图，编制测量放样专项方案。2测量仪器经过有效检定。3对规划部门提供的基准点进行复核并保护到位。-9- 5.2.2引测定位基准点1引测定位基准点至弧形结构附近，定位基准点与结构的距离，根据弧形结构总高度以及测量员使用全站仪时的舒适性确定，定位基准点采用钢筋混凝土对其保护。2引测定位基准点应根据结构特点，不同施工段可以引测不同的定位基准点。5.2.3标注各控制点定位坐标及相对角度1在平面施工图上根据坡度、施工缝对弧形结构划分不同施工段。2在电子版结构施工图中标注定位基准点精确位置，将弧形结构上的水平梁和弧形梁相交处的水平梁梁底内侧板角设为控制点见图5.2.3-1，在每个施工段上对各控制点和基准点进行编号。图5.2.3-1控制点设置示意图1-控制点，2—水平梁，3-弧形梁3采用CAD制图技术中的坐标标注命令及角度标注命令，在电子版结构施工图上标注出各控制点的坐标及基准线和各控制点与某一基准点之间连线之间的夹角。4以某圆弧形坡道为例介绍弧形结构各控制点的坐标及相对角度标注，示意图见图5.2.3-2。-9- 图5.2.3-2坡道控制点坐标及相对角度示意图1）将坡道R1轴～R3轴与b轴～c轴水平梁和弧形梁相交处的内侧板角定为控制点（1、2、3、4、5、6），现场引测2个定位基准点为A、B，采用CAD制图技术中的坐标标注命令，分别标注控制点（1、2、3、4、5、6）和基准点A、B的坐标；2）用CAD制图中的角度标注命令分别标注各控制点与基准点A之间连线和基准线AB之间的夹角（即：∠1AB、∠2AB、∠3AB、∠4AB、∠5AB、∠6AB）；（见图5.2.3-2）3）将得到的数据列成表格见表5.2.3-1、5.2.3-2。表5.2.3-1各控制点及定位基准点坐标值（单位：mm）控制点1（X1，Y1）控制点2（X2，Y2）控制点3（X3，Y3）基准点A（XA，YA）控制点4（X4，Y4）控制点5（X5，Y5）控制点6（X6，Y6）基准点B（XB，YB)表5.2.3-2基准线AB与各控制点与基准点A之间连线的夹角控制点1∠1AB控制点2∠2AB控制点3∠3AB控制点4∠4AB控制点5∠5AB控制点6∠6AB5.2.4标高计算1采用CAD制图技术中的角度标注命令，在电子版结构施工图中可以得出弧线上两个已知标高控制点C、D间对应的弧形中心角α，各控制点间弧长计算示意图见图5.2.4-1，运用CAD制图中的半径标注命令得到两个已知标高控制点间圆弧半径R，则该段弧长L按下式计算：L=α/（5.2.4）式中L——两个已知标高控制点间弧长（mm）-9- α——两个已知标高控制点间弧形中心角（°）R——两个已知标高控制点间圆弧半径（mm）2同理确定弧线上的任意控制点N与弧线上已知标高控制点C间弧线长Ln。图5.2.4-1各控制点间弧长计算示意图C、D——已知标高控制点，N——任意控制点，3——弧形梁，4——水平梁3根据两个已知标高控制点C、D的高差Δh及弧线长L，画出直角三角形，根据弧长Ln在直角三角形斜边上标出弧线上的任意控制点N，采用CAD制图软件运用线性标注命令确认任意控制点N与已知标高控制点的相对高差Δhn如图5.2.4，得出任意控制点N的标高。图5.2.4相对高差示意图N-为任意位置点；hn-相对高差；Δh-二个已知标高点高差；L-弧长；Ln-任意点弧长5.2.5标注控制点间弧形段弦高1连接二个相邻的控制点，得到相应的弦。2以任意一个控制点为起始点，每隔相同距离S（间距越小精度越高）作弦的垂直线，运用CAD制图技术中标注命令，得到每段弦高为“h1、h2、h3……hn”如图5.2.5。-9- 图5.2.5相邻二个控制点弧形段弦高示意图1、3-控制点；S-间距；hn-弦高；X-剩余间距（X≤S）3将得到的弦高数据列成表格见表5.2.5。表5.2.5相邻二个控制点间弧形段弦高（单位：mm）弦高h1h2h3…h9h10h11hn5.2.6各控制点现场定位测量1安装已知标高控制点处水平梁底模。2现场测设时，将全站仪架设在A点，进行对中调平操作后，将A点设置为原点，其坐标为（XA，YA），对准B点后关闭水平制动，设置此时的角度为0°。3根据表5.2.3-1、5.2.3-2中控制点坐标及相对角度，将全站仪沿基准线AB顺时针转动至∠1AB，在水平梁底模上找出控制点1（X1、Y1）。依此类推，对其他控制点进行定位。4利用定位的各控制点根据水平梁梁腹高度安装已知标高水平梁侧模。5.2.7标高测量1根据计算出的任意控制点的标高，采用水准仪和塔尺测出二个已知标高控制点间各水平梁梁底标高。2.安装其间各水平梁底模和侧模及坡道板底模。5.2.8各控制点间弧形段定位测量放样1现场弧形段外侧梁定位时，在坡道板底模上用墨斗线连接相邻二个控制点。2从任意一个控制点起每隔相同间距S根据表5.2.5弦高值量出垂直墨斗线的弦高，并作出标志。3将各标志点连成弧形，安装弧形坡道内或外侧梁的侧模。4依此类推，完成坡道弧形结构放样。5.3劳动组织-9- 每个测量组为测量员2名，资料员1名，小工1名。6材料与设备6.1材料及配件所用的材料应符合有关规范的要求，主要规格尺寸见表6.1表6.1材料配件一览表名称规格备注砼C25基准点设置圆钢Φ25基准点电脑/装有CAD软件6.2机具设备6.2.1施工机具：斗车一部、铁锹等；6.2.2检测机具：水准仪、钢卷尺、塔尺、全站仪等。测量机具的名称、规格、型号、数量、精度等应满足表6.2.2要求：表6.2.2测量机具一览表机具名称规格/型号数量精度水准仪DS11台1公里往测与返测高差的平均值中误差不超过±1毫米钢卷尺50米2把0-50米时，误差±5.2mm塔尺3米2把全长误差±2mm，每米误差±0.5mm全站仪NTS-352型1台测角精度：2"；测距精度：2mm+2ppm；测程：2.6km7质量控制7.1质量控制标准7.1.1放样施工质量应符合《工程测量规范》（GB50026）和《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）等的相关要求7.1.2根据《工程测量规范》（GB50026）中“建筑物施工放样允许偏差值的规定，是依据建筑工程各专业工程施工质量验收规范GB50202～GB50209等的施工要求限差，取其0.4倍作为测量放样的允许偏差”；施工现场轴线和标高施工放线允许偏差值的应符合表7.1.2要求：表7.1.2施工现场轴线和标高施工放线允许偏差值项目允许偏差(mm)检验方法-9- 轴线位置基础15×0.4=6.0钢尺检查独立基础10×0.4=4.0墙、柱、梁8×0.4=3.2剪力墙5×0.4=2.0标高层高±10×0.4=±4.0水准仪或拉线、钢尺检查全高±30×0.4=±12.07.2质量保证措施7.2.1测量过程采用的工程CAD图纸电子版必须和施工现场使用的图纸一致。7.2.2测量过程所使用的测量仪器必须经有资质的检测单位检测合格且在检测有效期内。7.2.3保护基准点的柱墩用C20细石混凝土浇注而成，高度300mm,应设置在不易沉降或不易被车辆碾压的坚固地面上，制作基准点的钢筋断面应平整，直径不小于16mm。7.2.4测量过程提供的数据必须真实准确。7.2.5测量人员要对设计图纸上的尺寸进行全面的校核，校对总平面上的建筑物坐标和相关数据，检查平面图和基础图的轴线位置、标高、尺寸和符号等是否相符。7.2.6测量过程中应尽量采用主轴线或主高程点为基础进行施工放样，以减少测量过程的误差积累，提高测量精度。8安全措施8.0.1施工过程应严格按照《建筑施工安全检查标准》（JGJ59）和《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80）有关规定施工。8.0.2人员上高空时，须配戴安全带。8.0.3操作人员须经过技术培训和安全教育方可上岗。8.0.4高处施工作业时应防止工具、材料坠落。9环保措施9.0.1测量过程严格执行国家和地方有关环境保护的规范和规章制度。9.0.2合理安排测量作业时间，把有噪声污染减少到最小的程度。9.0.3工完场清，场地整洁文明9.0.4加强测量人员消防知识教育，建立安全用火制度。10效益分析-9- 10.0.1采用CAD制图技术结合测量仪器对弧形坡道放样，二名测量员一天的工作量相当于采用传统方法放样四名测量员两天的工作量，则每次放样能节约工时为：4人××2日-2人×1日=6工·日，按一名测量员平均150元/日工资计算，每次放样能节约费用为6工·日×150元/工·日=900元。10.0.2采用CAD制图技术结合测量仪器对弧形坡道放样简化了手工计算工作量，节约测量人员测设时间，减少了模板工程安装工期。11工程实例本工法应用于福建医科大学附属协和医院外科病房综合楼工程地下室三层弧形汽车跑道、福建省大学生体育场工程弧形看台以及福建工程学院新校区图书馆工程弧形坡道施工放线，工程质量、工期均满足预期要求。现以福建工程学院新校区图书馆工程弧形坡道施工放线为实例。11.1福建工程学院新校区图书馆工程11.1.1工程概况福建工程学院新校区图书馆工程，位于闽侯县上街大学城福建工程学院新校区，结构体系为框架剪力墙结构体系，总建筑面积41024.6㎡，地下室一层建筑面积4722㎡，裙楼6～7层，塔楼19层，建筑总高度72.0m.11.1.2施工情况自2010年5月至2010年8月止我司对该工程西北面一个超大弧形坡道进行控制点的定位和标高进行测量，该弧形坡道中心线长度220.9米，圆弧中心线半径为63.4米，坡道净宽度7.8米，纵向坡度7.3%，坡道弧度为185.51°，坡道设置三个伸缩缝，根据现场实际情况分二段施工，二个施工段的结构面标高分别为：4.55米～11.70米，中心坡长92.3米；11.70米～20.80米，中心坡长129.4米，由专业测量小组进行施工放线,控制弧形坡道轴线和标高的测设精度。图11.1-1弧形坡道侧面效果图图11.1-2：弧形坡道平面图11.1.2工程评价福建工程学院新校区图书馆工程成立QC小组，对提高超大弧度坡道砼结构施工放线精度进行技-9- 术攻关，该QC成果，获2011年福建省第二十六次QC小组成果交流会一等奖，并荣获2011年度全国工程建设优秀质量管理小组一等奖。弧形坡道及B区多层部分椭橄形多功能报告厅结构放线质量复测情况:轴线偏差均≤3.2mm、标高偏差均≤±4.0mm，均满足规范规定要求，得到了业主和质监等部门的一致好评。11.2福建医科大学附属协和医院外科病房综合楼工程11.2.1工程概况福建医科大学附属协和医院外科病房综合楼工程位于福州市鼓楼区圣庙路48号，结构体系为框架剪力墙结构体系，总建筑面积55376㎡，地下室三层、地上十三层。11.2.2施工情况该工程三层地下室有一个弧形旋转汽车跑道，该跑道混凝土结构施工过程中施工单位采用CAD制图技术并结合相关测量仪器测量放样并进行模板安装，施工过程中进行现场实测轴线和标高误差均控制在规范规定范围内。11.2.3工程评价跑道混凝土结构外观及尺寸偏差符合相关规范规定要求，主体结构验收合格，至今质量效果良好。11.3福建省大学生体育场主体工程11.3.1工程概况福建省大学生体育场主体工程位于福建省福州市闽侯县上街镇大学新校区共享区内，工程造价￥7189万元。工程为二--五层劲性框架砼结构，体育场主体建筑面积24856m2，整个工程平面呈椭圆形，中部为比赛场地，四周建筑物分为东、南、西、北四个看台，看台踏步面积约23828m2。11.3.2施工情况该工程看台混凝土结构施工过程中施工单位采用CAD制图技术放样施工并进行模板安装，施工过程中进行现场实测轴线和标高误差均控制在规范规定范围内。11.3.3工程评价看台混凝土结构外观及尺寸偏差符合相关规范规定要求，主体结构验收合格，至今质量效果良好。-9-'