大型厂房室内吊挂装置标高测量的实施

石俊成，景兆骥

(1．中航勘察设计研究院有限公司，北京100086;2．中建市政建设有限公司，北京100161)

一、引 言

按照使用功能及要求，大型工业厂房等建设工程，常需要在室内天面支撑网架上安装运输轨道和吊挂设备。吊挂设备的运行轨道标高能否按照设计要求的位置参数准确就位，关系到该类建设工程能否很好地履行其所承载的使用功能。一般来讲，大型工业厂房具有跨度大、净空高的特点，其室内天面上的吊挂装置标高测量，又具有测量仰角大、常规或单一的测量手段难以实现的不利因素。本文通过某飞机维修库吊挂设备滑轨悬挂节点标高测量的技术设计和工程实践，为类似测量工程提供了一种途径。

二、工程简介

某飞机维修库需在室内天面钢网架支撑结构施工完毕之后，将在吊挂装置上安装机坞和吊车设备。设备供应商检测发现吊挂装置节点标高不能满足安装要求，为了准确分析钢网架上承载面的施工对已安装完毕的滑轨悬挂节点竖向的影响，同时给滑轨安装调试提供准确的标高数据，需要对滑轨悬挂节点进行标高测量。

滑轨悬挂节点为预制钢板，其长、宽分别为40 cm、20 cm。钢板下面板刻画有“+”标志，设计标高为25．400m。整个维修机库内钢网架上将设置14条滑轨，共布设悬挂节点184个。现场机库结构主体及库内钢混地板已经施工完毕，局部地面已安装一些设备。在机库内墙面上，已设置了建筑物50线并有固定标志，其标高为+0．500m。为了便于滑轨调试安装，按照设计与施工要求，以建筑物50线为起算，重复测量全部滑轨悬挂节点的标高，测量精度须达到±10．0mm。

机库天面滑轨悬挂节点如图1所示。

图1 滑轨悬挂节点

三、方案设计

由于机库内地面已安装部分设备，测量空间受到一定限制，采用三角高程测量节点的方法，仰角非常大且部分目标的测量视线受阻，曾有测绘单位使用该方法进行实测而未能达到要求的测量精度，用户拒绝了这种方式。而现场钢网架施工用的脚手架及保护网等设施均已拆除，测量人员或仪器设备已不能到达测量目标，采用悬挂钢尺+水准仪测量的方法或其他有协作目标的传统测量方式对该目标进行标高测量难以实施。根据现场测量条件，以满足委托要求为目标，设计了使用双向型激光铅直(垂准)仪投点、激光测距仪测量垂直距离、水准仪测量地面投影点标高的联合测量作业模式，以获取滑轨悬挂节点标高。

1．悬挂节点地面投影

采用投点精度为1/200 000的双向型多功能自动激光铅直(垂准)仪，将悬挂节点投影到机库地面。对每个悬挂节点的地面投影点现场进行标记并编号，地面投影点与悬挂节点一一对应。

现场投点时，激光铅直(垂准)仪整平后，上激光斑准确对准悬挂节点钢板“+”标志，同时在下激光斑落点处设置标志，并进行编号(如图2所示)。

图2 激光铅直仪投点

2．垂直距离量测

在每个悬挂节点地面投影点上，采用激光测距仪(Leica Disto lite5，30 m内测距精度可达到±3mm)，直接测量地面投影点与钢板“+”标志间的距离，制作了相关装置保证测距仪的稳定。同时为了有效消除测量偶然误差对测量结果的影响，并提高间距测量数据的可靠性和精度，每个地面投影点与钢板“+”标志间的距离测量3个测回，每测回3次读数，最后结果取其平均值(如图3所示)。

图3 激光测距仪对空距离测量

3．地面投影点的标高测量

以建筑物50线上固定基点为起算，在所有悬挂节点投影点中，均匀选取部分点，按照四等水准测量技术要求，使用S3水准仪进行闭合水准线路测量，严密平差计算，得到该部分地面投影点的标高值。

以上述悬挂节点的地面投影点为起算，使用水准仪，按间视测量的方法，对其他节点地面投影点进行高差测量。为了消除测量错误，间视测量以四等水准精度的要求进行，数据处理时，取黑红面测量高差平均值为高差值，从而计算得到各地面投影点的标高值。

4．悬挂节点标高计算

利用滑轨悬挂节点到地面投影点间的垂直距离，加各投影点的标高数据，计算得出各悬挂节点的标高值。

四、精度估计

滑轨悬挂节点标高测量的误差来源主要来自两个方面：一是悬挂节点与地面投影点的垂直距离测量误差;二是地面投影点标高的测量误差。

根据测量实践，使用Leica Disto lite5手持激光测距仪进行测量，在30 m内，测距精度可优于±3mm。所以，悬挂节点至地面投影点的垂直距离的测量精度可按±3mm计。

使用不低于S3级的水准仪，按照四等水准的技术要求测量，点间一站可至，每站高差测量的精度以±3 mm计，则闭合环路中最弱点的标高精度为±5mm。考虑到有间视测量测定地面投影点标高的情形，地面投影点的标高精度按±6mm估计。

假设悬挂节点至地面投影点的垂直距离为Di;地面投影点的标高为Hi;节点标高为Hjd;则

由式(1)得到悬挂节点标高的中误差为

将以上分析数据代入式(2)，可估计得悬挂节点的标高中误差为±6．70mm。

五、实践及结果分析

以方案设计的作业方法，伴随钢网架上承载面的施工，按用户要求连续3 d对维修机库内的滑轨悬挂节点进行重复标高测量。测量结果显示，该维修机库内滑轨悬挂节点的标高均在设计标高25．400m处上下浮动，其中52号节点较差最大，3次测量结果与设计值差值的范围为-76 mm～-79mm;45号节点的较差最小，差值的范围为0～+3mm;3次测量标高值变化最大的是32号点，其标高变化值为7mm;标高值变化最小的是61号点，其标高变化值为1 mm。3次测量的滑轨悬挂节点标高值变化情况统计如表1所示。

该测量结果与设计预期的变化值是相吻合的。

为了验证垂距测量、地面投影点水准测量的精度是否达到了方案设计的指标，在测量实践过程中，对垂距测量和水准测量的精度进行了统计。

表1 悬挂节点标高变化情况统计

1)垂距测量精度的统计以观测值变化较大的93号悬挂节点为例，垂距测量采用3测回，每测回3次读数的方式实施。测量数据统计显示，测量较差最大为3mm，经计算的量中误差为±1．32mm。数据统计表(略)。

2)使用S3水准仪，按四等水准要求测量地面投影点的标高，对闭合水准线路进行严密平差计算，最弱点标高中误差为±1．42mm，每站高差测量中误差为 ±1．10mm。

统计结果表明，实测精度均好于设计精度，达到了委托要求。

六、结束语

在对大型厂房室内天面吊挂装置进行标高测量时，若常规测量手段难以实现，可在有效控制测量误差的前提下，采用多种测量仪器组合作业的手段，既能满足测量对象的精度要求，也能消除高空坠落等安全风险，并且工作效率可能也有所提高。激光铅直(垂准)仪投点、手持激光测距仪测量高度、水准仪测量地面高差的联合测量模式，是解决此类测量需求的一种有效可行的方法。用户按测量结果对吊挂装置标高进行调整后，满足了设备安装的精度要求，并顺利安装完毕。在本文编制阶段，该维修机库已投入使用，并且运行状况良好。

[1]中华人民共和国建设部．GB 50026—2007工程测量规范[S]．北京：中国计划出版社，2007．

[2]李青岳．工程测量学[M]．北京：测绘出版社，1994．