中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
1國家體育場工程概況
國家體育場，因其外觀獨(dú)特的造型而被俗稱為“鳥巢”。該建筑位于北京北四環(huán)路北側(cè)的奧林匹克公園中心區(qū)，是2008年奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場，可容納觀眾9.1萬人，承擔(dān)了奧運(yùn)會(huì)開幕式、閉幕式和足球、田徑等比賽項(xiàng)目。工程總占地面積20.4公頃，總建筑面積25.8萬平方米，綠化占地面積7.9萬平方米。地上高度69.21米，地下深度7.1米，東西長280米，南北長333米。屋頂開口，鋼結(jié)構(gòu)用鋼總量約4.2萬噸。
“鳥巢”工程的建成不僅標(biāo)志著建設(shè)者施工技術(shù)的創(chuàng)新和先進(jìn)，而且從眾多側(cè)面和角度充分展示出精密施工測量技術(shù)，為保障其施工按設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)確地實(shí)施發(fā)揮了重要作用?！傍B巢”工程從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工，一直到竣工、運(yùn)營的每一步建設(shè)進(jìn)程，測繪工作始終和她相伴而行，測繪工作者用智慧和汗水做出了本專業(yè)應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
2工程測量的技術(shù)難點(diǎn)
國家體育場結(jié)構(gòu)在空間變化的不規(guī)則性、多樣性、復(fù)雜性以及超大規(guī)模，增加了施工測量難度和困難，超出傳統(tǒng)工程測量范疇，而且又無工程先例，更無工程經(jīng)驗(yàn)。
不論是地面拼裝還是安裝定位，測量工作都十分煩瑣和困難，這些對工程測量的實(shí)施都提出了挑戰(zhàn)。同時(shí)，由于施工場地相對狹小，場地中的大型施工設(shè)備、運(yùn)輸車輛和重型起重機(jī)械的運(yùn)行頻繁，以及作業(yè)公司多，配合、協(xié)調(diào)、工作交圈難度大都給測量工作帶來了很多意想不到的困難。
01需要快速建立高精度三維工程控制網(wǎng)
施工場地建筑材料，對測量控制點(diǎn)通視影響大，安裝精度要求高，為滿足施工要求，要根據(jù)工程進(jìn)展情況隨時(shí)快速建立高精度三維工程控制網(wǎng)，保證工程各階段施工放樣的需要。
02混凝土結(jié)構(gòu)施工測量精度要求高、難度大
1)斜扭柱施工測量；
2)看臺(tái)板安裝的高精度測量。
03鋼結(jié)構(gòu)安裝施工測量精度高、難度大
1)鋼構(gòu)件（胎架）組裝測量；
2)鋼結(jié)構(gòu)安裝測量。
04鋼結(jié)構(gòu)支撐塔架卸載變形監(jiān)測難度大、責(zé)任重
鋼結(jié)構(gòu)78根支撐塔架卸載工程總卸載量大，卸載工作有一定的難度。
05跑道施工定線測量精度要求高
跑道施工特點(diǎn)：跑道長度測量定位要求達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)；跑道平整度、精度要求高。
06施工測量管理難度大
“鳥巢”總體測量工作有北京城建勘測設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)，下面還有十幾個(gè)公司單位，因作業(yè)公司多，配合、協(xié)調(diào)、工作交圈不容易，施工測量管理和協(xié)調(diào)難度大。
針對上述問題采取的措施：
1）應(yīng)用衛(wèi)星定位系統(tǒng)、智能化的全站儀及數(shù)字水準(zhǔn)儀快速建立了覆蓋整體工程的高精度三維工程控制網(wǎng)。加密精密導(dǎo)線網(wǎng)和精密水準(zhǔn)網(wǎng)。
2）采用強(qiáng)制對中標(biāo)志，有效減少了測量誤差。
3）開發(fā)和應(yīng)用基于智能化全站儀、激光和通訊等技術(shù)的集成式精密空間放樣測設(shè)技術(shù)。（Trimble R8 GNSS GPS接收機(jī)、LEICA TCA2003智能化全站儀）
4）應(yīng)用激光掃描等技術(shù)對整體工程設(shè)施的空間形態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的精確檢測和完整記錄，形成了對整體工程實(shí)施動(dòng)態(tài)與靜態(tài)變形監(jiān)測的自動(dòng)化技術(shù)和方法。
5）建立、健全了各種工程測量項(xiàng)目的質(zhì)量安全管理體系，以及各項(xiàng)工程測量項(xiàng)目的監(jiān)督制度，確保了工程測量成果的可靠性與完整性。
3 鋼結(jié)構(gòu)卸載變形監(jiān)測技術(shù)
01工程概況：
國家體育場主體鋼結(jié)構(gòu)，采用78個(gè)臨時(shí)支撐點(diǎn)（塔架）分段（共分成182段）高空散裝焊接而成。在主體鋼結(jié)構(gòu)合攏后，需對臨時(shí)支撐塔架進(jìn)行分階段整體卸載，使鳥巢鋼結(jié)構(gòu)屋面由臨時(shí)塔架的支撐逐步轉(zhuǎn)換為自身承重狀態(tài)。
02變形觀測點(diǎn)的位置：
卸載過程中鋼結(jié)構(gòu)變形最大的部位是內(nèi)環(huán)桁架梁，在主結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)桁架梁0度、90度、180度和270度四個(gè)軸線方向及四個(gè)像限的45度方向附近上、下弦各置一個(gè)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測點(diǎn)，并盡可能讓同一方向線上的上、下弦監(jiān)測點(diǎn)處在同一垂直線上，主結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)桁架梁共布設(shè)16個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。
另外在東、西、南、北方向四個(gè)支撐塔架上，各布設(shè)了一個(gè)支撐塔架變形監(jiān)測點(diǎn)，總共布設(shè)了20個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。
03變形測量方法的選擇：
由于卸載步驟為每小時(shí)進(jìn)行一步，其中包括油缸升降、對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行觀測、監(jiān)測數(shù)據(jù)計(jì)算及對三個(gè)監(jiān)測單位的數(shù)據(jù)匯總分析整理，并報(bào)告信息中心，信息中心專家綜合研究確定下一步卸載動(dòng)作并報(bào)告指揮部，由指揮部下達(dá)卸載指令。
卸載過程中，結(jié)構(gòu)上不能有人，而且必須在20分鐘內(nèi)提交數(shù)據(jù)，為節(jié)約時(shí)間，用反射片代替棱鏡。
利用反射片精度要低于棱鏡，通過模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。
04卸載結(jié)束后的監(jiān)測：
卸載結(jié)束后每天在相同時(shí)間段對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測，用同樣的方法對監(jiān)測點(diǎn)持續(xù)進(jìn)行觀測，根據(jù)三天的觀測數(shù)據(jù)比較（氣溫在19℃～22℃），鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)環(huán)環(huán)桁架各變形監(jiān)測點(diǎn)的標(biāo)高互差值最大為2㎜，依據(jù)觀測數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為卸載后的鋼結(jié)構(gòu)屋面基本穩(wěn)定，微小的變化量也是由溫度差和觀測誤差所引起的，至此停止對監(jiān)測點(diǎn)的觀測。
