扒一扒国家体育场“鸟巢”工程测量，除了惊叹还是惊叹

国家体育场，因其外观独特的造型而被俗称为“鸟巢”。该建筑位于北京北四环路北侧的奥林匹克公园中心区，是2008年奥运会主会场，可容纳观众9.1万人，承担了奥运会开幕式、闭幕式和足球、田径等比赛项目。工程总占地面积20.4公顷，总建筑面积25.8万平方米，绿化占地面积7.9万平方米。地上高度69.21米，地下深度7.1米，东西长280米，南北长333米。屋顶开口，钢结构用钢总量约4.2万吨。
“鸟巢”工程的建成不仅标志着建设者施工技术的创新和先进，而且从众多侧面和角度充分展示出精密施工测量技术，为保障其施工按设计要求，准确地实施发挥了重要作用。“鸟巢”工程从规划、设计、施工，一直到竣工、运营的每一步建设进程，测绘工作始终和她相伴而行，测绘工作者用智慧和汗水做出了本专业应有的贡献。

工程前期，进行了场区数字化地形图测绘、拆迁测量、场区平整、场内道路放样测量等，为工程的设计和开工做了大量前期工作。

由于国家体育场结构在空间变化的不规则性、多样性、复杂性以及超大规模，增加了施工测量难度和困难，超出传统工程测量范畴，而且又无工程先例，更无工程经验。不论是地面拼装还是安装定位，测量工作都十分烦琐和困难，这些对工程测量的实施都提出了挑战。同时，由于施工场地相对狭小，场地中的大型施工设备、运输车辆和重型起重机械的运行频繁，以及作业公司多，配合、协调、工作交圈难度大都给测量工作带来了很多意想不到的困难。工程测量的技术难点主要表现在以下几个方面：
1．需要快速建立高精度三维工程控制网
由于施工场地建筑材料多，对测量控制点通视影响大，为满足施工要求，要根据工程进展情况随时快速建立高精度三维工程控制网，保证工程各阶段施工放样的需要。

2．混凝土结构施工测量精度要求高、难度大
(1)斜扭柱施工测量
斜扭柱在不同结构层上倾斜角与扭转的方向都不相同，而且结构柱之间也没有规律可寻，使得
确定斜扭柱体定位数据计算过程非常烦琐，给测量带来大量内外业工作量，现场放样定位难度大。
　　(2)看台板安装的高精度测量
预制看台板外形制作允许偏差要求严格，看台板安装经向、环向轴线、标高控制点（线）、接
缝宽度、相邻接缝精度要求高。混凝土主体工程斜扭柱跨度大，数量多（约200余根）。新颖、大胆的设计给测量定位提出了前所未有的挑战。

3．钢结构安装施工测量精度高、难度大
(1)钢构件（胎架）组装测量
钢结构构件异型、扭曲面多,胎架、构件的三维测量定位难度大，采用工业测量技术进行钢构件（胎架）组装，精度要求高。
(2)钢结构安装测量
钢结构构件体形大,安装、吊装中测量定位精度要求高，构件调整困难。

构件曲线曲面多，空间接口多。地面拼装的测量定位难度大。用常规的方法几乎无法实现，需采用工业测量技术进行钢构件（胎架）组装。

构件接口多，朝向各异，安装定位难度大。构件多，安装步骤多，测量定位工作量大，精度要求高。

4．钢结构支撑塔架卸载变形监测难度大、责任重
钢结构78根支撑塔架卸载工程总卸载量大，卸载工作有一定的难度。为了能够确保卸载工作的安全，及时了解卸载过程中每一个步骤钢构件的变形情况，需要对钢结构卸载前、后进行定时跟踪变形监测，并快速提供监测信息，为决定下一步卸载工作提供依据，监测责任和压力大。

5．跑道施工定线测量精度要求高
跑道施工特点：跑道长度测量定位要求达到国际标准；跑道平整度、精度要求高。

6．施工测量管理难度大
“鸟巢”总体测量工作有北京城建勘测设计研究院有限责任公司负责，下面还有十几个公司单位，因作业公司多，配合、协调、工作交圈不容易，施工测量管理和协调难度大。
需要针对这一特点，建立高效率的测量质量管理体系和质量检验体系，保证各工序之间衔接紧凑，在测量作业时间短的情况下，满足施工要求，避免因测量工作的延误或失误造成窝工、返工现象。

测量人员采用现代科学技术和仪器设备，走科技创新之路，成立了攻关小组，优化测量方案，以严谨求实的科学态度和精益求精的工作作风，保证了“鸟巢”工程从基础开挖、混凝土结构施工、钢结构安装定位、卸载等工作顺利进行，创造出了多项技术成果，达到了国际先进、国内领先水平。主要表现在以下几个方面：
1．应用卫星定位系统、智能化的全站仪及数字水准仪快速建立了覆盖整体工程的高精度三维工程控制网。为了满足施工各个环节的需要，又加密了精密导线网和精密水准网。采用先进实用的测量数据处理技术，大大提高工程控制测量的成果质量与作业效率。

采用了具有测绘专用的测量强制对中标志，有效减少了测量误差。

2.开发和应用基于智能化全站仪、激光和通讯等技术的集成式精密空间放样测设技术，实现了对复杂工程设施快速、准确的空间放样测设。
使用性能稳定、世界领先的Trimble R8 GNSS GPS接收机、LEICA TCA2003智能化全站仪，配备专业测量软件进行自动化观测、计算、记录和数据传输，提高了观测效率和准确性。

3.应用激光扫描等技术对整体工程设施的空间形态进行实时或准实时的精确检测和完整记录，形成了对整体工程实施动态与静态变形监测的自动化技术和方法。
上图：三维激光扫描钢结构内环顶面

上图：鸟巢钢架整体点云模型
4．建立、健全了各种工程测量项目的质量安全管理体系，以及各项工程测量项目的监督制度，确保了工程测量成果的可靠性与完整性。

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