一种风洞体内型面施工控制点高效测设方法与流程

本发明涉及风洞体内型面施工测量技术领域，特别涉及一种某型混凝土风洞体渐变空间内型面施工控制点测设方法。

背景技术：

某型声学风洞为国内首次全现浇混凝土结构+水磨石内型面洞体，洞壁内表面平整度要求≤3mm/2m，轴线同轴度≤∅4mm。洞体主体施工完成后，测量人员通过面层控制点来控制风洞内型面的施工，内型面控制点的数量和分布要以能满足面层分格条安装的基本条件。由于风洞内型面的展开面积较大（14930㎡），为了保证内型面精度，需要近一万个面层控制点，且主体结构施工完成后形成一个封闭的空间洞体，测量人员若按照常规的坐标放样法逐一进行面层控制点放样，需要占用作业面很长时间，其它专业将无法施工，直接影响到风洞工程施工的工期。受项目的人力资源平衡因素制约，施工现场不可能配备多台仪器和测量班组，为加快放样速度，同时保证测量放线精度，需要研究一种高效快捷、稳定可靠的测量控制点放线方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种风洞体内型面施工控制点高效测设方法，进而推广到任意渐变、复杂空间型面施工测量放线过程，上述目的是通过如下技术方案实现的。

一种风洞体内型面施工控制点高效测设方法，包括如下步骤：

1）运用bim技术建立风洞体建筑信息模型、获取特征截面点位坐标数据：

根据风洞体各部分的斜率变化及沉降缝为基准来划分特征截面，运用建筑信息模型三维空间坐标系提取特征截面各边边界点、中点坐标数据，导入全站仪获得特征截面点位坐标数据；

2）投射洞体闭合回路中心轴线投影基准控制点；

3）悬线加密法布设面层控制点：

悬线加密采用先横向加密、后纵向加密的方式进行；横向面层控制点布设时依据bim信息模型提取的坐标数据，用全站仪将特征截面内的横向面层控制点放样出来，特征截面一般取各边边界点、中点作为特征点粘贴横向面层控制点，横向面层控制点的间距视型面大小确定（1.5m～4m）；纵向面层控制点布设时，以已放样的横向面层控制点为基准，在不超过6m范围内的两个横向面层控制点之间拉紧加密悬线，悬线与横向面层控制点标高平齐；在两个横向控制点之间量距，按照1.5m～2m的间隔距离在风洞体结构面沿着拉紧的悬线粘贴2～3个纵向面层控制点，纵向面层控制点中心正对悬线，粘贴后调整纵向面层控制点标高与拉紧的悬线平齐；各特征截面间依次重复上述过程直到全部测量放样完成。

4）面层控制点检测复核。

进一步的，抽样检测复核采用错位交叉复核法检测纵、横向面层控制点标高，用后测设的纵向面层控制点为基准绷紧悬线复核先测设的横向面层控制点标高，边缘或其它部位控制点可采用钢卷尺直接复核。

本发明所述的风洞体为一系列对称八角体、非对称八角体、棱台式圆洞体、方洞体、箱形体等型体组合构成的闭合空间渐变结构，风洞体闭合回路中心轴线为一虚拟轴线。

本发明所述的悬线需直径较小、强度适中、下垂量小，6m长度范围内悬线下垂量不大于1.0mm方可满足测量放线要求。优选为鱼线。

本发明专利的有益效果是：

融合bim建筑信息模型技术，在施工现场有限的作业面上将数以万计的复杂空间坐标通过合理简化，通过悬线加密投射放样在封闭结构体上，施工方便、效率高，解决了风洞体内型面测量工作量大、放样时间长等难题，确保放样点满足渐变空间型面苛刻的设计及工艺要求，并推动了bim技术在工程施工中的发展与应用。本发明测量方法可减少现有技术三分之二的测量工作量。

附图说明

图1是本发明风洞体建筑信息模型简图。

图2是本发明风洞体某八角洞体特征截面图。

图3是本发明某八角洞体部段悬线加密法示意图。

图中：1.风洞体稳定段，2.洞体第一扩散段，1和2之间为洞体收缩段、试验段，3.洞体薄壁混凝土截面（150mm厚），4.洞体外返梁，5.虚拟的洞体闭合回路中心轴线；a1.横向面层控制点，a2.纵向面层控制点，b.悬线；c.风洞体结构面，d.水磨石内型面（45mm厚）。

具体实施方式

一种风洞体内型面施工控制点高效测设方法，包括如下步骤：

1）运用bim技术建立风洞体建筑信息模型、获取特征截面点位坐标数据：

根据风洞体各部分的斜率变化及沉降缝为基准来划分特征截面，运用建筑信息模型三维空间坐标系提取特征截面各边边界点、中点坐标数据，导入全站仪获得特征截面点位坐标数据；

2）投射洞体闭合回路中心轴线投影基准控制点；

3）悬线加密法布设面层控制点：

悬线加密采用先横向加密、后纵向加密的方式进行；横向面层控制点布设时依据bim信息模型提取的坐标数据，用全站仪将特征截面内的横向面层控制点放样出来，特征截面一般取各边边界点、中点作为特征点粘贴横向面层控制点，横向面层控制点的间距视型面大小确定（1.5m～4m）；纵向面层控制点布设时，以已放样的横向面层控制点为基准，在不超过6m范围内的两个横向面层控制点之间拉紧加密悬线，悬线与横向面层控制点标高平齐；在这两个横向控制点之间,运用钢卷尺等常规量尺量距，按照1.5m～2m的间隔距离在风洞体结构面沿着拉紧的悬线粘贴2～3个纵向面层控制点，纵向面层控制点中心正对悬线，粘贴后调整纵向面层控制点标高与拉紧的悬线平齐，达到在两个横向面层控制点间内插加密的目的，

各特征截面间依次重复上述过程直到全部测量放样完成。

4）面层控制点检测复核：

抽样检测复核采用错位交叉复核法检测纵、横向面层控制点标高，用后测设的纵向面层控制点为基准绷紧悬线复核先测设的横向面层控制点标高，边缘或其它部位控制点可采用钢卷尺直接复核。

所述的风洞体为一系列对称八角体、非对称八角体、棱台式圆洞体、方洞体、箱形体等型体组合构成的闭合空间渐变结构，风洞体闭合回路中心轴线为一虚拟轴线。悬线选择为鱼线，优选1.5号鱼线或2号鱼线。

实施例1

以下结合事例、附图对本发明作进一步的详细描述。如图1~3所示，

1）运用bim技术建立风洞体建筑信息模型、获取特征截面点位坐标数据

利用cad图纸，针对洞体各部段结构面c形状及尺寸，通过sketchup、revit等专业软件建立建筑信息模型，获得高精度异型薄壁风洞体水磨石内型面d的精确三维空间坐标系；

根据风洞体各部分的斜率变化及沉降缝等划分测量区段，将风洞体分成若干部分，在直线段或斜线段一般以4m、6m来划分，风洞体形状变化较大的区域以变化处出为特征截面；运用建立的建筑信息模型三维空间坐标系提取特征截面各边边界点、中点坐标数据，导入全站仪获得特征截面点位坐标数据；

2）投射洞体闭合回路中心轴线投影基准控制点

利用在风洞体结构底板施工时预留的三级基准控制点（间距20m～30m），运用全站仪投射建立闭合回路中心轴线5在风洞体结构底板上的平面投影控制四级基准点、基准线，作为放样面层控制点的依据和参照；

3）鱼线悬线加密法布设面层控制点

横向面层控制点a1布设：依据bim信息模型提取的坐标数据，用全站仪在封闭风洞体内底板上按划分的4m～6m间距投测出特征截面与闭合回路中心轴线5的垂足点，在垂足点上架设全站仪，照准较远的三级轴线基准控制点，然后90°旋转仪器，利用全站仪将特征截面内的横向面层控制点a1全部放样出来，特征截面一般取各边中点或边界点为特征点粘贴面层控制点a1，特征截面横向面层控制点a1的间距视型面大小确定（1.5m～4m）。

纵向面层控制点a2布设：待已放样的横向面层控制点a1（三轴向可调装置，端部为尖状）粘牢于风洞体结构面c后，施工人员在不超过6m范围内的两个横向面层控制点a1之间拉紧加密悬线b，悬线b采用水泥钉绑扎、钉牢于横向面层控制点a1外侧的结构面基层上，悬线与横向面层控制点a1标高平齐；在这两个横向控制点a1之间,运用钢卷尺等常规量尺量距，按照1.5m～2m的间隔距离在风洞体结构面c沿着拉紧的悬线b粘贴2～3个纵向面层控制点a2，纵向面层控制点a2中心正对悬线b，粘贴后调整纵向面层控制点a2标高与拉紧的悬线b平齐，达到在两个横向面层控制点a1间内插加密的目的，各特征截面间依次重复上述过程直到全部面层控制点a1、a2测量放样完成。

通过调研实验，选取三种加密悬线，分别为棉线、细钢丝、鱼线。在6m长度下绷紧悬线，棉线较软，下垂量为1.0-1.2mm，但直径较大，测量误差大；细钢丝下垂量为1.2-1.4mm，且使用不便；2.0#鱼线直径小，下垂量为0.8-1.0mm；最终确定加密悬线采用1.5#或2.0#鱼线。

4）面层控制点检测复核

面层控制点a1、a2坐标投射完成后应抽样进行复核（比例可取3%～5%），检测复核宜在纵向面层控制点a2固定后进行，在同一斜率截面部段，抽样检测复核采用错位交叉复核法检测纵、横向面层控制点a1、a2标高，用后测设的纵向面层控制点a2为基准绷紧悬线复核先测设的横向面层控制点a1标高，边缘或其它部位控制点可采用钢卷尺复核，为后续施工提供精准的控制依据。