大跨度结构施工过程中受力与变形监测和控制技术总结

XX博物馆新建工程大跨度结构施工过程中1、工程概况XX博物馆工程钢结构施工过程中进行的一系列测量工作，作为施工的依据衔接和指导各工序的施工，它贯穿于整个钢结构施工过程，是钢结构施工的关键技术工作之一。通过高精度的测量和校正使得钢结构构件安装到设计位置上，满足绝对精度的要求，因此测量控制是保证钢结构工程安装质量以及工程进度的关键工序。本工程结构特点十分显著，构件体型较大，单体重量重，节点复杂，因此施工过程中的变形监测是一项非常重要的工作，主要包括以下内容：主体结构基础沉降观测、吊装阶段主体结构变形监测、次结构吊装过程中主体结构变形监测、受温度变化影响及焊后收缩结构整体变形；折板结构支撑构架应分多步拆除，并在拆除前设置多个变形测量点（竖向和水平变形），在每步拆除完成后进行测量点的读取。吊装及安装过程中的变形监测由我方承担，其他监测内容均由业主直接委托第三方测量单位进行全面监控。所有的变形监测需要各单位的通力配合，测量数据需及时通报各职能单位，使得本工程整个施工过程能真正处于受控状态下。2、测量控制准备工作测量准备工作是保证施工测量全过程顺利进行的重要环节，所以必须充分做好测量前各项准备工作。2.1测量器具的准备本工程为空间大跨建筑，测量的精度直接影响到施工安装质量，而测量器具的精度质量问题又直接影响着测量结果的好坏。为了保证测量质量，特准备了以下科学精密的测量仪器：赛序工挖号凭名特块称满数斯嫩量勒备游锅决注耳1案全站仪欣2缝台猪用修于讽I奉、亦I救I呜级工程平面控崇制网的测设；裤构件的拼装及晒安装定位的复翅测；结构变形鼠检测念2帖经纬仪鹿4团台舌用于轴线测设垮、直钢柱的安圣装等，构件的亦拼装及安装定疤位令3土水准仪从2安台携用于高程控制等网的测设及楼栋面标高的测设育抄平等竹4值激光铅垂仪估2贷台拆满足建筑平面迹控制点垂直投众测搏5认反射棱镜寄2章组今用于全站仪测县距识6闭塔尺从4拾把奥结合水准仪测蚀设高程宵7包对讲机聪4众组背测量人员工作说联系所有测量器具在作业前必须经技术监督部门进行检定，保证这些仪器的实际测量精度合格有效，并报监理工程师验证。2.2测量人员的配备扭职称辉人数根职责沿专职测量员喊2伏主要负责施工势全过程的测量简技术工作，保最障工程顺利有纹序施工2.3测量时机的选择设计所提供的每个施工节段的相应标高和其它变形值，一般是基于某种标准气温下的设计值。武汉市四季分明，且本工程是跨季节施工；另一方面，考虑如果为满足阶段性工期要求，需进行跨昼夜施工。而温度变化，特别是日照温差的变化对于结构变形的影响是复杂的，将温差变化所引起的结构变形从实测变形值中分离出来相当困难。因此，应尽量选择温度变化小，日照不强的时机(早上6～8点进行)进行测量，力求将温度、日照对施工控制的影响降低到最小限度。测量时，吊装机械及其他施工机械设备停止作业。2.4测量方案的拟定在进行本工程测量前，测量专组由测量工程师组织、所有测量人员参加，经过讨论拟定初步测量方案，指导后面具体测量工作的展开实施2.5总包控制网的复核田根据总包提供欺的基准点和测棒量的坐标，根圣据施工现场平最面图和武汉市科一级控制点的瞒标高和坐标，们对现存的基准瘦点进行复测，踪验证基准点数款据资料的准确群性。男复测过程必须醉是与总包、监初理三方共同进影行，按国家四悦等导线测量的垮要求实施，测罪算出精度误差互。水准基准点惧的复测，在总帽包提供的水准恢基准点上，按多规范要求进行伟联测，精度达赤到国家四等水俘准要求。膊2.贿6棋建筑主轴线的绩设置蓬首先在设计图独纸上设计主点饭坐标数据，翅在裳I奉I父级丹或含Ⅲ厦级控制点的基钻础上用极坐标她法初步放样出门主点位置，一美条轴线上至少糟设循置筒3驻个主点。然后认把全站仪架设杀在建筑轴线中骄间主点上，观化测请3联个主点的水平仰角，按控制基吩线定线要求，奏其夹角值控制咸在搏180°±2狭4广″康为控制基线精晚度要求，如超轨出要求，则需疾调整主点位置亏。调整方法按它建筑基线调整耍方法反复进行苦，直枝到岔3嗓个主点的水平枪角满颤足网180°±2凶4漏″煮的范围要求。糊建筑物定位轴割线允许偏离理拿论轴线量挤为篮L/2000真0时，且不应大贷于狠3.0m舍m为（吹L烘为定位轴线长青）。著工程平面控制板网的测设在收逃到开工通知螺后台7驻天内完成，并呈将测设资料书跪面上报监理工汁程师审批。英3质、钢构件的安筹装测量况3.市1拣预埋地脚螺栓社的测量苦根据加密控制考点宗，我们力求提幅高放样精度，盯采用精密量距芽和经纬仪测角亚二测回，放出叙每个柱脚的纵扬横线，并用全召站仪进行点位亡复测。将误差沙控制在验收规涉范允许的范围煤之内。皇地脚螺栓测量损示意图相3.闯2年柱标高的测控凝钢柱的测量校液正主要为平面顺位置糠、标高和垂直滴度三项内容，元按照先调整标冈高，再调整位撕移，最后调整痒垂直度的顺序嘴按照规范规定药的数值进行校克正。同时为保抹证安装精度，拦避免因温度变兴化对钢柱垂直哈度校正产生的渴偏差，主楼钢票柱的测量校正露统一日照变化傲小的傍晚进行穷。煤每安装一节钢厚柱前毯，首先在钢柱楚上标设上、下奴中心线及相对交标高，当钢柱跟安装后，应对纷柱顶作一次绝忠对标高实测，走然后根据实测们值来控制下一灯节钢柱的标高跨，以便提前通弄过临时固定板发及处理端部来佳进行控制。箩3.洒3荡柱垂直度的测瞎控狗本工程的钢柱烛垂直控制方法腊如下：用两台晴激光经纬仪置辆于柱基相互垂蜡直的两条轴线思上，视线投射型到预先固定在涨钢柱的靶标上狠，光束中心同准靶标中心垂直努，且通过旋转叹最尝少世3含次经纬仪水平援度盘，若投测满点都重合，表兴明钢柱垂直度喝无偏差。捆柱垂直度的测夸量睡蒸系尚小毅柱顶标高的测蹄量浑3.戴4共吊装的测量循钢柱吊装测量颜程序朽（俯2圣）安装测量的钳允许误差春（单折位问mm刘）差4购、桁架应力、通变形测量和监六控傻4.1采难桁架应力监测次根据本工程面饺积大，结构特析殊，安装工况阶繁杂等特点，沿本方案选择遥段测型语布拉格光纤光妄栅滑(醉ＦＢ迈Ｇ铸)压传感器汇进行应力监测绸。典哪布拉格光纤光粘栅尾(倚ＦＢ萝Ｇ镜)浩传感器简介惭布拉格光纤光酬栅吴(喘ＦＢ传Ｇ睁)生传感器的基本患原理是在一根扭光纤的内表面淋刻出一个光栅贺，当该光栅所瑞在的区域发生裳应变时，就会讨引起光栅的调乖制周期发生变龟化。通过该光榜栅反射的光所液产生的衍射条库纹也会发生变吃化，从而产生号光栅Ｂｒａｇ巴ｇ信号的波长温变化，通过监鱼测Ｂｒａｇｇ夫波长变化情况盟可以确定光栅透所在微小区域判内的应变值。酷当要进行分布防式连续测试时赛，在同一条光陷纤中分布多个于不同周期的光奋栅传感器。通雾过不同传感器蛮反射光的波长麻值，与待测结摸构传感器所在无的各测量点相程对应，分别感吵受待测结构沿缸线分布各点的米应力应变。这窑里所说的分布赢式只是指在结英构关键部位布蔽设传感器的点疏的应变可以测裁量，并不是光洗纤沿线每个点贡都可以测量。也4.1.视2稀盖光纤光栅传感踏器标定试验跨本工程采用的锣光纤是单模光浪纤，通源过披FC/P战C注法兰接头连接芒。解调设备波驳长测量范慰围吃152坑5敏～摧1565n阵m戒，波长分辨镜率阳1p纠m回，采样频承率绵50H柏z研。有液晶显示熄屏可以直接进亩行读数，或者浇通主过沾10耳M弊以太网与笔记晒本电脑连接进纲行读数。根据什分析，解调波杜长的变化值和钥应变的关系为笋：禾其势中拍K宏为与材料有关油的常量，大小币为坑0.械8栗左右，浇和穗分别是波长以沾及波长的变化棒量。在常用波碍长范围内，每罪单位微应变引危起的波长变化穗基本陆为犯1脾.嘱16p宣m错左右。障标定时在一批蛾传感器中选择凭一个进行检查伐。将光纤光栅造传感器通过底扁座焊接于像支撑架各个节挨点锅上，在相应的牛位置粘贴高精樱度电阻应变片玉，在施工时进萍行冷实测堡试验，试验结飘果为波长与应茧力关系图。愧着光纤光栅布设扶工艺赠工程施工监控阔中最重要的内膀容是连接部位讯的应变进行监补测。如果应变元测量不准，与弃理论值不符，鄙说明采用的施盆工方案不能有荒效地形成结构盈的传力机制，姨会留下很大的辱安全隐患。在吵监控工程中，摊可以选择传统讨的振弦式应变欺计和光纤光栅艇传感器对同一致部位相同位置抵的应变进行同绞时监测，以确知保监测结果的昌准确。锯在监测时，选柴择了追支撑架标准件海与标准件伍连接部位设置糟光纤光栅传感茎器，并在同一辫位置安装了振绑弦式的应变传妄感器。如果工属程施工周期长沈，为有效剔除睬温度变化对测掏量数据的影响秋，可以在每个胁监测点都布置兄了温度补偿传麻感器。这个传钞感器不与受力档部位相连，只叮是测量温度变侵化对于监测点向应变的影响，絮测量时扣除这派部分温度影响凝的应变就是结穗构实际受力引务起的应变的大粪小。脏监测系统布置模图纤后期的实测数挨据表明，因为瞒工程施工周期行比较长，温度候效益的影响相振当大，通过这奇种方法能准确锦测量到结构实艇际受力后的应魔变大小，便于越和理论值进行裤分析比较。在宜布设光纤光栅益传感器时，首兄先要对安装部艇位进行打磨抛屈光，使表面平丧整光滑。然后雁用氩弧焊机将哪传感器的底座居焊接于结构表售面。当测试完节成后拧开底座薄上的螺丝，取胖下光纤光栅传婆感器，可以重菜复使用。光纤伸接头部位通过旱法兰连接。因裙为光纤有铠装缺保护，所以普扭通的践踏并不痕影响使用，要饰注意的就是不炼能被强烈地拉璃扯。浪桁架受荷应力菠监测习将传感器布设杆于桁架支撑点封、相邻受压杆磁、吊装牵拉锚帖接处。通过蚂各个测点的实筐测值与理论计怎算值格相比乏较尤，及时掌握桁东架关键的应力肝状况。托在本工程吊装模过程中，径向呼限位是很重要夫的技术措施，造过程中应严密查监测限位的可触靠性。径向限篮位的间隙由计锯算确定，减少猾桁架下挠变形鹅。限位的可靠适性监测主要通客过监测限位板短应力来保证。伴应力监测中心疮设于音乐厅内善部，监测中心猛与位移监测人奖员、吊装人员香保持全程在线飞联系，如遇异卖常情况及时采亚取措施。搅4.2享桁架变形监测泉本工程中桁架蜘为八榀空间桁限架，最大跨度奔为列57.5掏m乖，卸载时需严谊格控制其变形职。结构变形测口试部位通常设牵置于对结构变策形较敏感的部替位，如结构跨敏中、支撑端部拆等，测试仪器谋根据精度要求当而定，通常采娘用百分表、全卡站仪等。通过骑施工分析，下拦图中圆圈内的浙节点为在施工爸过程中变形较目大的节点，这炉些节点可作为罗桁架卸载过程峰中，结构变形乔控制的监测点俘。末桁架变形主要亡包括下挠和径访向滑动，下挠粘变形监测通过暗监测桁架关键调点标高变化来匀实现，如钢结呢构平面控制网唇所示，钢构安唯装前已将标高资控制点测设于洪钢梁上，可架方设仪器于钢梁炮上，直接观测侍桁架关键点标脖高。为直观观抱测标高数据，水可将仪器架设犯于西侧钢梁上冷，在桁架关键忧点上焊接标尺讲并观测。办虽然全站仪观却测较为简单，弊但在本工程中硬用于观测下挠曾变形并不够直叫观，且误差较股大，用水准仪跑观测为最佳的晚选择。喊本工程屋盖跨是度大，卸载及匠吊装过程中，屿至少东西两侧栏各摆一台水准浴仪观测。参5训、支撑架应力壶及变形监测束5.1态支撑架应力监致测绘如前所述，本决工程应力监测蛾采用警布拉格光纤光阿栅茶(慢ＦＢ科Ｇ橡)崖传感器咱，在中央监控桥中心进行监测共。本工程支撑钥架选用可拆卸猫式标准支撑架掘，竖向承载较省大，计算结果览亦表明应力、桨应变较小，可巾不进行应力监目测。但因整体凝楼面钢构件自知重较大，应作旗为本章中应力颈监测的重点。驳传感器布设应趁根据计算结果们确定，监测应我力比较大的杆腥件及关键节点标。粪5.2冤支撑架变形监党测般如前所述，支视撑架应力比较汗小，但不意味尺不进行变形监越测。支撑架是膏本工程关系工韵程全局的重要烫措施，