王猛　郝建勛

摘 要：隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，許多大型建筑迎著國民經(jīng)濟發(fā)展的機遇而出現(xiàn)，各種施工工程項目的拓展壯大，鋼結(jié)構(gòu)建筑得到普及和持續(xù)發(fā)展，廣泛應(yīng)用于建筑、鐵路、橋梁以及住宅等方面，各種規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)隨之得到蓬勃發(fā)展。為了全面提升鋼結(jié)構(gòu)施工過程中處理變化的能力，本文對鋼結(jié)構(gòu)施工過程的跟蹤監(jiān)測技術(shù)進行了研究，并結(jié)合相關(guān)的工程實例進行了分析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；施工過程；跟蹤監(jiān)測技術(shù)；應(yīng)變結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：B 文章編號：1671-3362（2013）09-0012-01

科技的發(fā)展帶動了鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的發(fā)展，越來越多新型復雜鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)項目興起，同時也帶動了一些針對鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究工作，鋼結(jié)構(gòu)施工過程中承載力變化的問題也成為了許多研究者進行科學研究的重點部分，由于對施工過程受力變化的精確分析與控制能夠?qū)こ探ㄔO(shè)的周期形成一定的安全保障，因而，為了對鋼結(jié)構(gòu)施工過程的受力情況變化進行準確的分析與把握，需要在施工過程中進行跟蹤監(jiān)測。

1 鋼結(jié)構(gòu)施工過程跟蹤監(jiān)測方法

1.1 利用振弦式應(yīng)變計的監(jiān)測方法

振弦式應(yīng)變計主要是指一種用振弦來進行測量的應(yīng)變傳感器，此種應(yīng)變計以其傳感器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，輸出信號為標準的頻率信號的優(yōu)點，非常方便計算機處理或代手段的電路調(diào)理。此種方法在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中跟蹤監(jiān)測的應(yīng)用主要是通過觀察弦振頻率與弦張力的變化情況來對相關(guān)測量點的應(yīng)變情況進行記錄。在進行測量的過程中，首先需要將鋼弦固定在兩塊焊接于等待監(jiān)測的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件之上的安裝塊中間，安裝塊的運動變化方式是對機器中每一個獨立的運動單元體即構(gòu)件運動的反應(yīng)，此時安裝塊的變化則會引起固定與安裝塊之間的鋼弦張力的變化，鋼弦的張力發(fā)生變化將會引起連接鋼弦的電磁線圈的變化，電磁線圈通過對鋼弦進行激振，利用機械振動使鋼弦獲得一定形式和大小的振動量，進而對其振動的頻率進行測量，將變化的張力進行記錄。

1.2 振弦式應(yīng)變計進行監(jiān)測的特點

由于振弦式應(yīng)變計所反饋的信息特征主要為頻率特征，所以它比較靈活敏銳且具有很好的穩(wěn)定性能，此種傳感方式受到其他因素的影響比較小，對頻率輸出數(shù)據(jù)的收集方式也比較簡單。振弦式應(yīng)變計不僅攜帶方式方便，而且對于價格而言，相較其他監(jiān)測方法十分實惠，且不需要動力裝置，使用十分方便，十分適用于鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場的跟蹤監(jiān)測。

2 運用跟蹤監(jiān)測技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)工程實例

2.1 跟蹤監(jiān)測技術(shù)在國家體育館中的應(yīng)用

首先對國家體育館的布置方案進行簡單的介紹，我國國家體育館坐落于北京奧林匹克公司的南面，沿著國家體育館建筑群平面中統(tǒng)率全局的軸線進行的針對兩邊各部分的均勻?qū)ΨQ布局。在國家體育館的結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)建相對于基準面的豎向高度的標高為42.454m。國家體育館鋼屋架南北長144m，東西寬114m，整個體育館鋼屋架工程由14榀桁架組成，總用鋼量達2800t，鋼屋架形狀呈扇形波浪曲線，是我國國內(nèi)空間跨度最大的雙向張弦鋼屋架結(jié)構(gòu)體系。其中雙向包括上弦和下弦，上弦主要是與正面相交的平面管桁架，下弦主要是通過在鋼構(gòu)件中尋找節(jié)點，反映張力變化情況。這種綜合上下弦的雙向鋼結(jié)構(gòu)體系，橫跨的區(qū)域較大，創(chuàng)新了構(gòu)件的方式，表明了技術(shù)的不斷延伸。

在國家體育館中跟蹤監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用同樣表現(xiàn)在振弦應(yīng)變計的應(yīng)用。是針對在進行屋蓋施工過程中的兩個比較關(guān)鍵的施工步驟，在施工過程中的滑移技術(shù)，即在切應(yīng)力的作用下，晶體的一部分沿一定晶面和晶向，相對于另一部分發(fā)生相對移動的一種運動狀態(tài)，另外一個重要的施工技術(shù)則為雙向預(yù)應(yīng)力鋼屋架張拉施工技術(shù)。通過將振弦應(yīng)變計應(yīng)用于這兩個重要施工技術(shù)中，對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工情況進行隨時把握與了解。

2.2 跟蹤監(jiān)測技術(shù)在中國航海博物館中的應(yīng)用

早在60年代初期，為更好地服務(wù)于大型的體育設(shè)施的建筑，我國就已經(jīng)將索網(wǎng)結(jié)構(gòu)理論運用于建筑設(shè)計中，索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建筑不僅擴充了我國對于空間結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計，同樣也為今后廣大研究者在空間鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究提供了一定的借鑒經(jīng)驗?；谒骶W(wǎng)結(jié)構(gòu)自身的特點，需要在索上施加外力才能形成一定的形狀，因而，在施工前，需要對施工張拉的順序明確的了解，通過對施工順序的嚴格規(guī)劃，對每個施工張拉步驟的力量進行估計，給其儲備相符的預(yù)應(yīng)力值。

所以，在索網(wǎng)結(jié)構(gòu)開始張拉施工時，必須考慮到在分批張拉過程中，每批張拉構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力會對之后的張拉構(gòu)件產(chǎn)生影響，且這種影響并不是有規(guī)律的遞增或是遞減，分批張拉施工過程完成時，同樣會產(chǎn)生與此原因相同的問題，如：最后一批張拉構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力與最初估計的預(yù)應(yīng)力并不一致。

針對此種情況，結(jié)合索網(wǎng)技術(shù)在我國航海博物館中的應(yīng)用，來探索工程的制作設(shè)計。中國航海博物館是我國目前規(guī)模最大、等級最高的綜合性航海博物館，室內(nèi)展示面積達到了21000m2。它的建筑構(gòu)成主要分為兩個基底和側(cè)翼，其側(cè)翼的基本構(gòu)成主要有屋面、索網(wǎng)幕墻及側(cè)面玻璃幕墻。在索網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，決定其安全性及是否符合相關(guān)要求的重要標準是索網(wǎng)結(jié)構(gòu)中張拉的力度。因此，對中國航海博物館中索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工過程中張力進行試驗的主要工具是EM索張力測量儀。與振弦式應(yīng)變計原理類似，運用線圈及檢測設(shè)備對張力的變化控制點進行全面觀察，最后通過數(shù)據(jù)整理得出調(diào)整索網(wǎng)結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力的最佳設(shè)計，使索網(wǎng)受力均勻，不斷完善在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中遇到的難題。

3 結(jié)語

由于大型空間鋼結(jié)構(gòu)工程的施工過程是一個十分漫長的過程，在施工過程中有較多影響因素會給工程施工帶來許多不確定性，鋼結(jié)構(gòu)受力的狀況以及承壓的情況也一個不斷變化的過程，這就要求我們在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中對其實施跟蹤監(jiān)測，在施工過程中，根據(jù)變化情況不斷對施工工藝進行優(yōu)化，在保障施工安全的前提下，保證整個工程建設(shè)的順利性。

參考文獻

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