钢结构智能测量技术

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钢结构智能测量技术

5.3.1 技术内容
钢结构智能测量技术是指在钢结构施工的不同阶段，采用基于全站仪、电子水准仪、GPS全球定位系统、北斗卫星定位系统、三维激光扫描仪、数字摄影测量、物联网、无线数据传输、多源信息融合等多种智能测量技术，解决特大型、异形、大跨径和超高层等钢结构工程中传统测量方法难以解决的测量速度、精度、变形等技术难题，实现对钢结构安装精度、质量与安全、工程进度的有效控制。主要包括以下内容：
（1）高精度三维测量控制网布设技术
采用GPS空间定位技术或北斗空间定位技术，利用同时智能型全站仪（具有双轴自动补偿、伺服马达、自动目标识别（ATR）功能和机载多测回测角程序）和高精度电子水准仪以及条码因瓦水准尺，按照现行《工程测量规范》，建立多层级、高精度的三维测量控制网。
（2）钢结构地面拼装智能测量技术
使用智能型全站仪及配套测量设备，利用具有无线传输功能的自动测量系统，结合工业三坐标测量软件，实现空间复杂钢构件的实时、同步、快速地面拼装定位。
（3）钢结构精准空中智能化快速定位技术
采用带无线传输功能的自动测量机器人对空中钢结构安装进行实时跟踪定位，利用工业三坐标测量软件计算出相应控制点的空间坐标，并同对应的设计坐标相比较，及时纠偏、校正，实现钢结构快速精准安装。
（4）基于三维激光扫描的高精度钢结构质量检测及变形监测技术
采用三维激光扫描仪，获取安装后的钢结构空间点云，通过比较特征点、线、面的实测三维坐标与设计三维坐标的偏差值，从而实现钢结构安装质量的检测。该技术的优点是通过扫描数据点云可实现对构件的特征线、特征面进行分析比较，比传统检测技术更能全面反映构件的空间状态和拼装质量。
（5）基于数字近景摄影测量的高精度钢结构性能检测及变形监测技术
利用数字近景摄影测量技术对钢结构桥梁、大型钢结构进行精确测量，建立钢结构的真实三维模型，并同设计模型进行比较、验证，确保钢结构安装的空间位置准确。
（6）基于物联网和无线传输的变形监测技术。
通过基于智能全站仪的自动化监测系统及无线传输技术，融合现场钢结构拼装施工过程中不同部位的温度、湿度、应力应变、GPS数据等传感器信息，采用多源信息融合技术，及时汇总、分析、计算，全方位反映钢结构的施工状态和空间位置等信息，确保钢结构施工的精准性和安全性。
5.3.2 技术指标
（1）高精度三维控制网技术指标
相邻点平面相对点位中误差不超过3mm，高程上相对高差中误差不超过2mm；单点平面点位中误差不超过5mm，高程中误差不超过2mm。
（2）钢结构拼装空间定位技术指标
拼装完成的单体构件即吊装单元，主控轴线长度偏差不超过3mm，各特征点监测值与设计值（X、Y、Z坐标值）偏差不超过10mm。具有球结点的钢构件，检测球心坐标值（X、Y、Z坐标值）偏差不超过3mm。构件就位后各端口坐标（X、Y、Z坐标值）偏差均不超过10mm，且接口（共面、共线）错台不超过2mm。
（3）钢结构变形监测技术指标
所测量的三维坐标（X、Y、Z坐标值）观测精度应达到允许变形值的1/20～1/10。
5.3.3 适用范围
大型复杂或特殊复杂、超高层、大跨度等钢结构施工过程中的构件验收、施工测量及变形观测等。
5.3.4 工程案例
大型体育建筑：国家体育场（“鸟巢”）、国家体育馆、水立方等。
大型交通建筑：首都机场T3航站楼、天津西站、北京南站、港珠澳大桥等。
大型文化建筑：国家大剧院、上海世博会世博轴、北京凤凰国际中心等。

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