大型廠房室內吊掛裝置標高測量的實施

石俊成，景兆驥

(1．中航勘察設計研究院有限公司，北京100086;2．中建市政建設有限公司，北京100161)

一、引 言

按照使用功能及要求，大型工業(yè)廠房等建設工程，常需要在室內天面支撐網架上安裝運輸軌道和吊掛設備。吊掛設備的運行軌道標高能否按照設計要求的位置參數準確就位，關系到該類建設工程能否很好地履行其所承載的使用功能。一般來講，大型工業(yè)廠房具有跨度大、凈空高的特點，其室內天面上的吊掛裝置標高測量，又具有測量仰角大、常規(guī)或單一的測量手段難以實現的不利因素。本文通過某飛機維修庫吊掛設備滑軌懸掛節(jié)點標高測量的技術設計和工程實踐，為類似測量工程提供了一種途徑。

二、工程簡介

某飛機維修庫需在室內天面鋼網架支撐結構施工完畢之后，將在吊掛裝置上安裝機塢和吊車設備。設備供應商檢測發(fā)現吊掛裝置節(jié)點標高不能滿足安裝要求，為了準確分析鋼網架上承載面的施工對已安裝完畢的滑軌懸掛節(jié)點豎向的影響，同時給滑軌安裝調試提供準確的標高數據，需要對滑軌懸掛節(jié)點進行標高測量。

滑軌懸掛節(jié)點為預制鋼板，其長、寬分別為40 cm、20 cm。鋼板下面板刻畫有“+”標志，設計標高為25．400m。整個維修機庫內鋼網架上將設置14條滑軌，共布設懸掛節(jié)點184個?，F場機庫結構主體及庫內鋼混地板已經施工完畢，局部地面已安裝一些設備。在機庫內墻面上，已設置了建筑物50線并有固定標志，其標高為+0．500m。為了便于滑軌調試安裝，按照設計與施工要求，以建筑物50線為起算，重復測量全部滑軌懸掛節(jié)點的標高，測量精度須達到±10．0mm。

機庫天面滑軌懸掛節(jié)點如圖1所示。

圖1 滑軌懸掛節(jié)點

三、方案設計

由于機庫內地面已安裝部分設備，測量空間受到一定限制，采用三角高程測量節(jié)點的方法，仰角非常大且部分目標的測量視線受阻，曾有測繪單位使用該方法進行實測而未能達到要求的測量精度，用戶拒絕了這種方式。而現場鋼網架施工用的腳手架及保護網等設施均已拆除，測量人員或儀器設備已不能到達測量目標，采用懸掛鋼尺+水準儀測量的方法或其他有協作目標的傳統測量方式對該目標進行標高測量難以實施。根據現場測量條件，以滿足委托要求為目標，設計了使用雙向型激光鉛直(垂準)儀投點、激光測距儀測量垂直距離、水準儀測量地面投影點標高的聯合測量作業(yè)模式，以獲取滑軌懸掛節(jié)點標高。

1．懸掛節(jié)點地面投影

采用投點精度為1/200 000的雙向型多功能自動激光鉛直(垂準)儀，將懸掛節(jié)點投影到機庫地面。對每個懸掛節(jié)點的地面投影點現場進行標記并編號，地面投影點與懸掛節(jié)點一一對應。

現場投點時，激光鉛直(垂準)儀整平后，上激光斑準確對準懸掛節(jié)點鋼板“+”標志，同時在下激光斑落點處設置標志，并進行編號(如圖2所示)。

圖2 激光鉛直儀投點

2．垂直距離量測

在每個懸掛節(jié)點地面投影點上，采用激光測距儀(Leica Disto lite5，30 m內測距精度可達到±3mm)，直接測量地面投影點與鋼板“+”標志間的距離，制作了相關裝置保證測距儀的穩(wěn)定。同時為了有效消除測量偶然誤差對測量結果的影響，并提高間距測量數據的可靠性和精度，每個地面投影點與鋼板“+”標志間的距離測量3個測回，每測回3次讀數，最后結果取其平均值(如圖3所示)。

圖3 激光測距儀對空距離測量

3．地面投影點的標高測量

以建筑物50線上固定基點為起算，在所有懸掛節(jié)點投影點中，均勻選取部分點，按照四等水準測量技術要求，使用S3水準儀進行閉合水準線路測量，嚴密平差計算，得到該部分地面投影點的標高值。

以上述懸掛節(jié)點的地面投影點為起算，使用水準儀，按間視測量的方法，對其他節(jié)點地面投影點進行高差測量。為了消除測量錯誤，間視測量以四等水準精度的要求進行，數據處理時，取黑紅面測量高差平均值為高差值，從而計算得到各地面投影點的標高值。

4．懸掛節(jié)點標高計算

利用滑軌懸掛節(jié)點到地面投影點間的垂直距離，加各投影點的標高數據，計算得出各懸掛節(jié)點的標高值。

四、精度估計

滑軌懸掛節(jié)點標高測量的誤差來源主要來自兩個方面：一是懸掛節(jié)點與地面投影點的垂直距離測量誤差;二是地面投影點標高的測量誤差。

根據測量實踐，使用Leica Disto lite5手持激光測距儀進行測量，在30 m內，測距精度可優(yōu)于±3mm。所以，懸掛節(jié)點至地面投影點的垂直距離的測量精度可按±3mm計。

使用不低于S3級的水準儀，按照四等水準的技術要求測量，點間一站可至，每站高差測量的精度以±3 mm計，則閉合環(huán)路中最弱點的標高精度為±5mm?？紤]到有間視測量測定地面投影點標高的情形，地面投影點的標高精度按±6mm估計。

假設懸掛節(jié)點至地面投影點的垂直距離為Di;地面投影點的標高為Hi;節(jié)點標高為Hjd;則

由式(1)得到懸掛節(jié)點標高的中誤差為

將以上分析數據代入式(2)，可估計得懸掛節(jié)點的標高中誤差為±6．70mm。

五、實踐及結果分析

以方案設計的作業(yè)方法，伴隨鋼網架上承載面的施工，按用戶要求連續(xù)3 d對維修機庫內的滑軌懸掛節(jié)點進行重復標高測量。測量結果顯示，該維修機庫內滑軌懸掛節(jié)點的標高均在設計標高25．400m處上下浮動，其中52號節(jié)點較差最大，3次測量結果與設計值差值的范圍為-76 mm～-79mm;45號節(jié)點的較差最小，差值的范圍為0～+3mm;3次測量標高值變化最大的是32號點，其標高變化值為7mm;標高值變化最小的是61號點，其標高變化值為1 mm。3次測量的滑軌懸掛節(jié)點標高值變化情況統計如表1所示。

該測量結果與設計預期的變化值是相吻合的。

為了驗證垂距測量、地面投影點水準測量的精度是否達到了方案設計的指標，在測量實踐過程中，對垂距測量和水準測量的精度進行了統計。

表1 懸掛節(jié)點標高變化情況統計

1)垂距測量精度的統計以觀測值變化較大的93號懸掛節(jié)點為例，垂距測量采用3測回，每測回3次讀數的方式實施。測量數據統計顯示，測量較差最大為3mm，經計算的量中誤差為±1．32mm。數據統計表(略)。

2)使用S3水準儀，按四等水準要求測量地面投影點的標高，對閉合水準線路進行嚴密平差計算，最弱點標高中誤差為±1．42mm，每站高差測量中誤差為 ±1．10mm。

統計結果表明，實測精度均好于設計精度，達到了委托要求。

六、結束語

在對大型廠房室內天面吊掛裝置進行標高測量時，若常規(guī)測量手段難以實現，可在有效控制測量誤差的前提下，采用多種測量儀器組合作業(yè)的手段，既能滿足測量對象的精度要求，也能消除高空墜落等安全風險，并且工作效率可能也有所提高。激光鉛直(垂準)儀投點、手持激光測距儀測量高度、水準儀測量地面高差的聯合測量模式，是解決此類測量需求的一種有效可行的方法。用戶按測量結果對吊掛裝置標高進行調整后，滿足了設備安裝的精度要求，并順利安裝完畢。在本文編制階段，該維修機庫已投入使用，并且運行狀況良好。

[1]中華人民共和國建設部．GB 50026—2007工程測量規(guī)范[S]．北京：中國計劃出版社，2007．

[2]李青岳．工程測量學[M]．北京：測繪出版社，1994．