钢结构巨型转换桁架卸载过程远程监控技术开发与应用
11页1、国家会议中心二期工程平面尺寸458?m146?m,地上3层,地下2层,高51.32?m。总用钢量约13万t。地上标高14.30020.000?m桁架层包括主会场及会展厅桁架结构。其中主会场平面尺寸为72?m108?m,会展厅平面尺寸为81?m234?m,最大跨度81?m,单榀主桁架最重约800?t,该层钢结构总重41?280.8?t,结构布置如图1所示。本文以主会场钢结构巨型转换桁架卸载过程为例,介绍钢结构巨型转换桁架卸载过程中远程监控技术的开发与应用。图1?20.000?m标高结构布置1?主会场结构转换桁架卸载过程概况主会场结构转换桁架采用整体千斤顶同步卸载施工方法,为化解上层建筑的结构重压,采用通高7.7?m,由纵向、横向、斜向杆件交叉构成的转换桁架结构体系。向上托举1.6倍于自身的重量,向下承载超大无柱空间,将上层结构的重力均匀传至首层侧边的支撑柱上,实现整个建筑结构的受力平衡。8?000?的无柱空间主会场(桁架结构),标高20.000?m的转换层桁架于2020年4月1日开始卸载周边支撑;4月3日千斤顶开始逐级同步卸载,当日下午全部卸载完成。图2为整体卸载过程的安全监测系统示意。
2、图2安全监测系统示意2监控技术的设计与实施2.1钢结构转换桁架卸载过程监控系统设计2.1.1桁架测点位置由于系统传感器布设是在设计杆件施工结束后进行,因此按施工顺序将传感器布设点分为桁架卸载施工控制点、桁架钢柱控制点和临时支撑控制点3部分。为实现转换桁架整体卸载过程的施工安全控制,根据易损性分析计算结果选取主次转换桁架应力及变形较大的弦杆和腹杆进行应力及变形监测,传感器分布为:主次桁架被测杆件23根,使用传感器24只,主次桁架变形监测点3个加一个位移基准点,共4个;桁架钢柱被测构件5根,使用传感器10个;临时支撑6根,使用传感器12只,共采用传感器46只。2.1.2监测仪器优选应力监测系统选用北京产MOS-9210型自动化数据采集仪及MOS-6301弧焊型振弦式表面应变计组合,其中应变计安装在钢结构及其建筑物表面,用于测量结构应变,自动化数据采集仪是集用户管理、测量管理、数据管理、通讯管理于一身,便于工程安全的自动化测量及数据处理传感器和解调仪如图3所示。(a) (b)图3项目应变采集系统优选仪器(a)BGK-4000弧焊型振弦式应变计;(b)BGK-MICRO-40型自动化数据采集仪
3、2.2钢结构转换桁架卸载远程监控系统的实施传感器按转换桁架卸载过程远程监控系统要求的位置布设,并进行相应系统集成和监测系统编制。应变计安装块成对提供带有锥尖固定螺钉,传感器表面应清理干净。安装时先确定安装杆长度,再钢结构设计位置焊接安装块,最后装上安装杆即可。安装后的云平台监测系统界面如图4所示。(a) (b)(c)(d)图4远程监控系统实施(a)桁架钢柱传感器布设;(b)网架斜腹杆传感器布设;(c)监测系统主界面(计算机截图);(d)数据显示界面(计算机截图)2.3钢结构转换桁架卸载过程监测数据分析2.3.1网架杆件应力数据分析钢结构转换桁架卸载过程中桁架杆件的应力数据分析如图5所示,包括主次桁架杆件、桁架钢柱和临时支撑3种监测构件,其中图5(a)和图5(b)为主次桁架杆件卸载前布设的传感器,图5(c)为桁架钢柱卸载前布设的传感器,图5(d)为临时支撑卸载前布设的传感器。受篇幅所限,本文每个类型仅给出2个传感器数据分析。由图5(a)可知,主桁架同一杆件上下布设的2个传感器数据变化趋势相同,数值接近,整个过程(包括前期水平支撑卸载和最终竖向卸载过程)的监测结果与实际情况吻合较好,仅实测
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