钢网架结构安全监测方案.doc

.封闭网架干煤棚钢结构工程安全监测方案XX和信基业科技股份XX2018年7月目 录1绪论11.1运营安全监测的目的和必要性12监测规划12.1制定依据及参考文献12.2监测部位12.3监测内容22.3.1网架受力变形22.3.2顶部横断面水平位移22.3.3基础不均匀沉降32.3.4基础水平向位移32.3.5风速风向32.4监测方案的制定原则32.5监测系统组成及功能43监测点布置方案43.1网架受力变形监测43.2顶部横断面水平位移监测53.3基础不均匀沉降53.4基础水平向位移53.5风速风向53.6布点图53.7各类监测点数量统计74软硬件系统74.1硬件及软件的选用原则74.2硬件系统84.2.1静力水准仪84.2.2单点变位计114.2.3管内固定式测斜探头154.2.4表贴式应变计194.2.5风向风速仪204.2.6综合采集模块214.2.7总线采集模块224.2.8无线传输模块234.2.9全密封标配机箱234.3软件系统264.3.1结构安全监测系统架构264.3.2结构安全监测系统功能29. .jz.. .1 绪 论1.1 运营安全监测的目的和必要性为保证运营期钢结构的各种工作状态满足设计要求，评估设计的某些指标是否能够完全满足安全要求，有必要在运营初期的一个时间段内，如竣工后3个日历年，重复历经3个春夏秋冬季节更替的各种作用，监测在自然环境下结构的应力和可能受到的损失等关键数据，对设计指标进行验证或者修正，建立完整的钢结构安全监测系统，进行实时监测，对可能出现的不利后果，做出预警并及时反馈给委托方、设计和相关部门，供有关部门决策参考。

2 监测规划2.1 制定依据及参考文献1）《钢结构设计规X》（GB50017-2003）2）《建筑结构荷载规X》（GB50009-2012）3）《建筑工程施工过程结构分析与监测技术规X》（JGJ/T302－2013）4）《施工图纸》5）《地上钢结构工程安装方案》6）《钢结构施工过程模拟过程计算》7）《钢结构安装专项方案》8）《钢结构工程安全监测项目》合同文件9）《建筑变形测量规X》（JGJ 8-2007）10）《工程测量规X》（GB50026-2007）11）《钢结构工程施工质量验收规X》（GB50205-2001）2.2 监测部位根据文件对以下部位进行监测：项目序号测试内容变形1网架受力变形2顶部横断面水平位移3基础不均匀沉降4基础水平向位移风力5风速风向雪荷载2.3 监测内容运营期监测的主要内容：项目序号测试内容位移1网架受力变形2顶部横断面水平位移3基础不均匀沉降4基础水平向位移风力5风速风向2.3.1 网架受力变形产生结构损伤或性能退化的因素有许多，如设计时复杂问题的简化，工程质量控制不到位，部分设计超过设计标准要求，强风、火灾等突发性灾害的作用以及恶劣环境的侵蚀等若对结构上存在的这些损伤或结构性能退化不能及时了解并解决，通过一段时间的积累必将大大缩短结构的寿命甚至导致结构的突发性灾变。

监测结构网架的受力变形情况，能够全方位的判定整个结构的安全级别2.3.2 顶部横断面水平位移为保证结构的安全性、耐久性和使用性，监测钢结构屋架重点受力区域；掌握其各阶段的安全状况，通过对结构性能进行检查、评估或监测，预测结构的性能变化和剩余寿命并做出维护决定2.3.3 基础不均匀沉降 测量结构在受地理地质等无法规避的因素影响下造成的结构体的不均匀沉降，能反映结构在运营中的整体安全性2.3.4 基础水平向位移监测结构的承载基础的深层水平位移变化，判定出可能带给结构体的影响，保证安全的预见性2.3.5 风速风向由于结构在一般情况下，除恒荷载外，受到风荷载的作用最为频繁其它活荷载如雪荷载、地震荷载等作用次数较少统计风速数据，准确掌握结构承受的实际荷载，对后期诊断风荷载对结构的影响有重要的作用2.4 监测方案的制定原则监测过程经历的时间较长，现场和气候条件复杂，影响因素多，工人的技术水平和素质参差不齐，竣工后运营监测的时间也较长（3个日历年），监测结果受诸多因素的影响，因此，在制定本项目安全监测方案时，整个监测方案（传感器、实时采集系统、实时数据传输系统、实时数据处理系统、数据存储与备份系统、智能诊断与预警系统、相应的软件、供电、监测部位、测点布置、监测内容、监测方法、工作流程等）应遵循以下原则：1）可靠耐久性：运营阶段的恶劣环境和较长时间的监测，要求整个监测系统的软硬件必须具有很好的可靠性和耐久性，因此选择国内外成熟的产品和技术，并根据本项目的实际情况，进行技术改造、升级和创新，达到可靠性和耐久性的要求，以满足监测目标和功能的实现。

2）科学性：监测部位、测点布置、监测内容等的确定，必须具有代表性，监测数据能够反映结构力学性能的全貌，根据监测结果可以对结构的力学状态和安全性进行定性和定量的判断3）可操作性和易维护性：整个监测系统应易于操作和维护，使现场工作人员容易掌握，避免因复杂操作带来困难和失误大部分部件具有可维修和方便更换的特点，以保证监测数据的稳定、真实和可信4）经济性：所确定的整个监测方案，既能代表当前国内外技术的发展水平，也能完全满足本项目安全监测的性能要求，又不能太昂贵尽量节约经济成本，最大限度地满足监测的性能要求2.5 监测系统组成及功能监测系统由以下五个子系统组成：传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据处理与存储子系统、数据分析与管理子系统、结构预警与评估子系统详见软硬件系统介绍3 监测点布置方案所有安全监测的监测点选取均是在原施工监测点中选取，以便保证所监测点的数据具有前后有连贯性和对比性3.1 网架受力变形监测布网和变形是紧密联系在一起的，在网架上布设网点时，结合变形点的位置来确定网点的位置，应当尽可能布设于稳定且便于监测的位置在煤仓网架1的顶部中间左侧均等二等分选取2个断面，在煤仓网架2的顶部中间右侧均等二等分选取2个断面。

在网架1和网架2的断面1拱形顶部中间左侧均等分布3套布点位置，每套布点设12个测点分别对上悬杆、下悬杆、腹杆的应力进行监测，在网架1和网架2的断面2拱形顶部中间右侧均等分布3套布点位置，每套布点设12个测点分别对上悬杆、下悬杆、腹杆的应力进行监测共计安装4个断面，每个断面采集3套应力变化数据，每套布设12个测点，总计设备个数为144个3.2 顶部横断面水平位移监测在煤仓网架1的顶部中间位置安装1个单点变位计，同理，在煤仓网架2的顶部中间位置安装1个单点变位计共计2个单点变位计3.3 基础不均匀沉降水准基点的布设：水准基点作为垂直位移观测的基准，可设在稳固的基岩（基础部位）上（例如选择在伸缩缝位置处），布设1个以便于对水准基点的校核沉降监测点布设：结合周边地质结构及环境，独立的支护墩由钢结构和混凝土凝结成一体，因此在煤仓网架1的整体支护墩的中部左侧均等分布设2个监测位置，在煤仓网架2的整体支护墩的中部右侧均等分布设2个监测位置在观测点应当埋设稳固，点的高度及朝向便于观测共计需安装4个观测点和1个基准点3.4 基础水平向位移依据实际网架的受力情况，在受力较大的杆件进行监测轴力，在煤仓网架1中部位置的网架基部外端横断面位置布设监测点2个，安装2个管内固定式测斜探头，同理，在煤仓网架2中部位置的网架基部外端横断面位置布设监测点2个，共四个监测点，共8个探头。

3.5 风速风向在煤仓网架1或2的顶部位置选择安装一个风速风向仪，来测量煤仓网架的风速风向3.6 布点图整体布点图：煤仓网架受力变形监测断面布点图：煤仓网架受力变形监测布点图：煤仓网架基础水平向位移布点图：3.7 各类监测点数量统计各类监测点的数量统计见表 各类监测点数量表测试内容产品名称产品型号总数量网架受力变形表贴式应变计JMZX-212HAT144顶部横断面水平位移单点变位计JMDL-4620A2基础不均匀沉降静力水准仪JMYC-6205AD5基础水平向位移管内固定式测斜探头JMQJ-7415AD8风速风向单通道风速风向采集模块JMZX-1I14 软硬件系统4.1 硬件及软件的选用原则运营监测所需的主要硬件及软件分别如表所示，部分设备及软件可以与长期运营监测系统共用硬件选用的基本原则是：（1）功能要求：设备的各项参数应该满足监测所需仪器的测量X围应该可以覆盖参数的变化X围，并有一定的冗余；仪器的精度及分辨率要足够高，使得监测对象的测量值足够精确并有足够高的信噪比；（2）可靠耐用：设备应具备很好的稳定性和可靠性由于监测时间较长，在整个期间仪器要保持良好的工作性能3）可操作性：监测系统的安装及运行应尽量避免影响结构运营。

由于监测系统的安装必须借助于结构运营的系统才能完成因此传感器系统的布置要合理可行另一个方面，实际的运营环境可能会损害硬件（特别是数据传输电缆）的正常运行因此传输系统采用无线传输的方式基于上述要求并顾及到经济性，运营监测系统所需硬件应该选用具备国内领先水平的合格产品4.2 硬件系统结构安全监测硬件系统由传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据处理与存储子系统、数据分析与管理子系统、结构预警与评估子系统构成硬件系统主要硬件设备清单如下表所示：主要硬件设备清单项目序号测试内容产品名称产品型号位移1网架受力变形静力水准仪JMYC-6205AD2顶部横断面水平位移单点变位计JMDL-4620A3基础不均匀沉降静力水准仪JMYC-6205AD4基础水平向位移管内固定式测斜探头JMQJ-7415AD应力5杆件应力表贴式应变计JMZX-212HAT4.2.1 静力水准仪l 产品概述 压差式静力水准仪是本公司推出的一款高精度的压差式静力水准传感器，相比传统的静力水准仪，该产品采用进口元件和工业化设计，具有体积小、响应速度快和长期稳定性好的特点多个传感器通过水管连接，组成静力水准测试系统，广泛应用于路面线形沉降和剖面沉降、大坝线形沉降以及桥梁挠度的精密测量。