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摘 要:文章首先详细介绍了大跨度空间钢结构的施工技术原理,为接下来的监管内容做铺垫。其次重点分析了施工的监测技术,从监测开展的必要性与具体的内容以及流程等方面来进行,帮助读者明确工程建设期间有效的质量控制管理方法。
关键词:大跨度;空间钢结构;施工技术
一、大跨度空间钢结构的施工原理
大跨度空间钢结构建设前要对承载能力进行详细的计算,并针对现场所存在的技术管理控制问题探讨出有效的解决措施。钢材料的承载能力是比较理想的,应用在结构修筑中也能够更好的控制结构自重,并且不容易出现变形或者损坏的显现更。在施工阶段钢材料需要拼接来达到使用的长度标准,这一过程是质量控制的主要针对对象,一旦发现其中存在不合理或者影响安全性的现象,需要考虑的是十分结构组合原理是否合理,以及其中存在的可以优化的内容,这些都是施工建设阶段需要注意的要点部分,关系到工程是否能够高效投入到使用中。钢结构也分为临时支护与永久支护,临时支护结构随着施工任务进行需要拆除,起到保护施工过程安全的作用,永久性的支撑体系则要严格参照设计方案来进行调控,保障施工环节的严谨性其余的建设计划才能更高效开展。
施工过程中,结构处于不完整状态,刚度较低、稳定性较差,必须依赖于临时支撑系统的共同作用以保持足够的刚度和稳定性。而在永久结构拼装完成后,临时支撑系统必须拆除。何时拆、如何拆?这是在施工阶段必须解决的技术问题。合理的拆除方案才能保证永久结构及临时支撑系统安全与稳定。
设计给出的设计图纸都是结构成形时的线形,施工中间过程不完整结构的线形如何、内力状态如何,这些是施工阶段必须明确的,否则,结构完成时无法达到设计要求的状态。因此,必须通过力学分析手段,确定施工中间阶段结构的理想状态,理论计算毕竟是基于理想状况下的假定,现场实际情况都或多或少与理论分析有一些差异,如施工荷载的大小和位置、结构性能的假定(弹性模量、密度、截面特性)、构件连接形式(刚接还是铰接)、支座的约束形式等。这些差异决定了要准备了解施工阶段的中间结构状态。必须借助于监测技术,对结构状态进行监测。要监测哪些参数、采用什么方法进行监测、什么时候监测,这些都是需要研究的。合理的监测方案才能采集到真实、有效的数据,以便指导现场施工。
上述这些问题就是大跨度空间钢结构施工控制的关键技术问题,解决这些问题的目的主要在两个方面:1)保证永久结构与临时支撑结构在施工过程中的安全与稳定;2)保证结构在施工过程中的状态在可控范围,并最终达到设计要求的完整结构状态。
二、施工监测技术
1、现场监测的必要性
施工监测能够促进技术得到更合理的运用,在基层中形成稳定的工作体系,也能够稳定的提升施工过程安全性。参照施工方案进行现场组装时,监管人员要实时对过程进行审查,尤其是施工阶段的质量控制措施,有助于工程建设标准的全面落实,也能够帮助基层工作人员在短时间内掌握施工的技术性原理,规避不安全操作行为。钢结构受外界压力的影响,在没有完全搭建成型后不合理的受力模式容易造成结构变形,内部空间受到影响。尤其是在大跨度结构修筑中,中间部分缺少承重体系,也是引发此类问题的主要原因。现场监管在其中发挥的作用是能够帮助维护操作流程的严谨性,严格按照设计方案中规定的步骤来开展施工,就不会发生此类问题。
施工监控的目的是通过建立理论分析模型和测试系统,在施工过程中监测已完成的工程状态,收集控制参数,比较理论计算和实测结果,分析并调整施工中产生的误差,预测后续施工过程的结构形状,提出后续施工过程应采取的技术措施,调整必要的麓工工艺和技术方案,使建成后结构的位置、变形和内力处于有效的控制之中,并最大限度地符合设计的理想状态,确保结构的施工质量和工期,保证施工过程与运营状态的安全性。
工程建设质量受环境因素影响也是十分严重的,需要在工程施工任务开展前设计有效的监管体系,为施工建设任务进行创造更有利的环境。做好前期防御工作,针对可能会发生的质量问题来进行,采用先局部后整体的施工方法,这样对质量的监管控制也更方便进行,不会对施工任务的完成质量造成影响,因此成为钢材料结构施工的常用方法。对于环境的变化影响因素,也可以采用动态管理方法来解决。同时由于现场施工实际情况千变万化,环境因素复杂,需要建立一套性能稳定、抗干扰能力强、适合于长期观测的测量及测试系统。根据实测数据的反馈,实时更改计算模型,进行新的预测及分析,确保整个施工过程在可控的管理范围之中。总之,监测的目的无外乎两个方面:1)实时掌握结构施工阶段的性能状态,保证施工过程中不完整结构的安全与稳定;2)监测结果与理论分析结果进行比较,使施工阶段的结构按照可控的方向最终达到符合设计的理想狀态。
2、现场监测的内容
1)监测的参数。大跨度空间钢结构施工现场监测的参数主要包括:结构的变形、应力,拉索的于拉力以及构件(包括拉索)的温度;
2)监测的原则。监测的原则与结构的受力特点、施工方案有关,但一般大跨度应力空间钢结构施工过程的监测必须遵循以下原则:
a实时性原则。监测过程必须实时。施工过程不同于运营过程,结构形式、荷载条件、边界条件随着施工不断变化,任一项变化都可能引起施工阶段结构状态的改变,必须及时、实时跟踪监测。否则就不能完整地、正确地把握结构的状态,从而可能遗漏重要的信息,引起施工阶段的结构的不安全;
b全程性原则。监测过程必须从结构构件安装之初就开始,至达到设计要求的完整结构为止(这里指施工监测,如果结构需进行健康监测,则监测须一直延续下去)。根据目前应变监测仪器的特点,一般只能监测到应变的增量,而无法监测到结构实际的应变。因此,须在安装之初,构件无应力状态时安装测试仪器全程监测;
c全面性原则。监测布点位置必须全面,这样才能把握结构的整体状态;
d重点性原则。根据监测布点的全面性原则,当然是布点越多越好。但测点过多,就会增大现场监测的工作量和工作难度,往往由于线路过多,影响现场施工,同时可操作性也差。因此,必须有重点监测一些点位。
在监测布点前,根据理论分析结果,选择应力较大、应力变化较大,变形较大、变形变化较大,索力较大、索力变化较大的点位进行监测。
施工阶段的卸载过程往往是力学转换复杂的过程,也是施工事故多发的阶段。这个阶段是监测的重点,除在永久结构布置测点进行应力、变形的监测外,在临时支撑结构上布置应力测点是非常必要的。
3)监测的时间。根据监测的原则,监测的总体时间应该是从结构开始施工到施工结束。具体时间而言,一般是施工工况改变前后均需进行各项内容的监测,以收集到变化值与理论分析结果比较。
大跨度空间钢结构受温度影响较大,往往需要:通过监测掌握温度对结构变形的影响;剔除温度对结构变形与应力的影响。因此,在监测时通常采取以下措施:选取有代表性的几天进行全天24h温度监测,同时进行应力和变形的监测,以掌握温度对结构状态的影响;在进行工况监测时,选取温度变化较小的时间进行监测。
参考文献:
[1]杨荣华,贾其伟,陈洪军.航站楼大跨度空间钢结构安装施工技术研究[J].青岛理工大学学报,2015(07).
[2]陈百会,张伟林.大跨度空间钢结构施工模拟及监测技术[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2012(04).
关键词:大跨度;空间钢结构;施工技术
一、大跨度空间钢结构的施工原理
大跨度空间钢结构建设前要对承载能力进行详细的计算,并针对现场所存在的技术管理控制问题探讨出有效的解决措施。钢材料的承载能力是比较理想的,应用在结构修筑中也能够更好的控制结构自重,并且不容易出现变形或者损坏的显现更。在施工阶段钢材料需要拼接来达到使用的长度标准,这一过程是质量控制的主要针对对象,一旦发现其中存在不合理或者影响安全性的现象,需要考虑的是十分结构组合原理是否合理,以及其中存在的可以优化的内容,这些都是施工建设阶段需要注意的要点部分,关系到工程是否能够高效投入到使用中。钢结构也分为临时支护与永久支护,临时支护结构随着施工任务进行需要拆除,起到保护施工过程安全的作用,永久性的支撑体系则要严格参照设计方案来进行调控,保障施工环节的严谨性其余的建设计划才能更高效开展。
施工过程中,结构处于不完整状态,刚度较低、稳定性较差,必须依赖于临时支撑系统的共同作用以保持足够的刚度和稳定性。而在永久结构拼装完成后,临时支撑系统必须拆除。何时拆、如何拆?这是在施工阶段必须解决的技术问题。合理的拆除方案才能保证永久结构及临时支撑系统安全与稳定。
设计给出的设计图纸都是结构成形时的线形,施工中间过程不完整结构的线形如何、内力状态如何,这些是施工阶段必须明确的,否则,结构完成时无法达到设计要求的状态。因此,必须通过力学分析手段,确定施工中间阶段结构的理想状态,理论计算毕竟是基于理想状况下的假定,现场实际情况都或多或少与理论分析有一些差异,如施工荷载的大小和位置、结构性能的假定(弹性模量、密度、截面特性)、构件连接形式(刚接还是铰接)、支座的约束形式等。这些差异决定了要准备了解施工阶段的中间结构状态。必须借助于监测技术,对结构状态进行监测。要监测哪些参数、采用什么方法进行监测、什么时候监测,这些都是需要研究的。合理的监测方案才能采集到真实、有效的数据,以便指导现场施工。
上述这些问题就是大跨度空间钢结构施工控制的关键技术问题,解决这些问题的目的主要在两个方面:1)保证永久结构与临时支撑结构在施工过程中的安全与稳定;2)保证结构在施工过程中的状态在可控范围,并最终达到设计要求的完整结构状态。
二、施工监测技术
1、现场监测的必要性
施工监测能够促进技术得到更合理的运用,在基层中形成稳定的工作体系,也能够稳定的提升施工过程安全性。参照施工方案进行现场组装时,监管人员要实时对过程进行审查,尤其是施工阶段的质量控制措施,有助于工程建设标准的全面落实,也能够帮助基层工作人员在短时间内掌握施工的技术性原理,规避不安全操作行为。钢结构受外界压力的影响,在没有完全搭建成型后不合理的受力模式容易造成结构变形,内部空间受到影响。尤其是在大跨度结构修筑中,中间部分缺少承重体系,也是引发此类问题的主要原因。现场监管在其中发挥的作用是能够帮助维护操作流程的严谨性,严格按照设计方案中规定的步骤来开展施工,就不会发生此类问题。
施工监控的目的是通过建立理论分析模型和测试系统,在施工过程中监测已完成的工程状态,收集控制参数,比较理论计算和实测结果,分析并调整施工中产生的误差,预测后续施工过程的结构形状,提出后续施工过程应采取的技术措施,调整必要的麓工工艺和技术方案,使建成后结构的位置、变形和内力处于有效的控制之中,并最大限度地符合设计的理想状态,确保结构的施工质量和工期,保证施工过程与运营状态的安全性。
工程建设质量受环境因素影响也是十分严重的,需要在工程施工任务开展前设计有效的监管体系,为施工建设任务进行创造更有利的环境。做好前期防御工作,针对可能会发生的质量问题来进行,采用先局部后整体的施工方法,这样对质量的监管控制也更方便进行,不会对施工任务的完成质量造成影响,因此成为钢材料结构施工的常用方法。对于环境的变化影响因素,也可以采用动态管理方法来解决。同时由于现场施工实际情况千变万化,环境因素复杂,需要建立一套性能稳定、抗干扰能力强、适合于长期观测的测量及测试系统。根据实测数据的反馈,实时更改计算模型,进行新的预测及分析,确保整个施工过程在可控的管理范围之中。总之,监测的目的无外乎两个方面:1)实时掌握结构施工阶段的性能状态,保证施工过程中不完整结构的安全与稳定;2)监测结果与理论分析结果进行比较,使施工阶段的结构按照可控的方向最终达到符合设计的理想狀态。
2、现场监测的内容
1)监测的参数。大跨度空间钢结构施工现场监测的参数主要包括:结构的变形、应力,拉索的于拉力以及构件(包括拉索)的温度;
2)监测的原则。监测的原则与结构的受力特点、施工方案有关,但一般大跨度应力空间钢结构施工过程的监测必须遵循以下原则:
a实时性原则。监测过程必须实时。施工过程不同于运营过程,结构形式、荷载条件、边界条件随着施工不断变化,任一项变化都可能引起施工阶段结构状态的改变,必须及时、实时跟踪监测。否则就不能完整地、正确地把握结构的状态,从而可能遗漏重要的信息,引起施工阶段的结构的不安全;
b全程性原则。监测过程必须从结构构件安装之初就开始,至达到设计要求的完整结构为止(这里指施工监测,如果结构需进行健康监测,则监测须一直延续下去)。根据目前应变监测仪器的特点,一般只能监测到应变的增量,而无法监测到结构实际的应变。因此,须在安装之初,构件无应力状态时安装测试仪器全程监测;
c全面性原则。监测布点位置必须全面,这样才能把握结构的整体状态;
d重点性原则。根据监测布点的全面性原则,当然是布点越多越好。但测点过多,就会增大现场监测的工作量和工作难度,往往由于线路过多,影响现场施工,同时可操作性也差。因此,必须有重点监测一些点位。
在监测布点前,根据理论分析结果,选择应力较大、应力变化较大,变形较大、变形变化较大,索力较大、索力变化较大的点位进行监测。
施工阶段的卸载过程往往是力学转换复杂的过程,也是施工事故多发的阶段。这个阶段是监测的重点,除在永久结构布置测点进行应力、变形的监测外,在临时支撑结构上布置应力测点是非常必要的。
3)监测的时间。根据监测的原则,监测的总体时间应该是从结构开始施工到施工结束。具体时间而言,一般是施工工况改变前后均需进行各项内容的监测,以收集到变化值与理论分析结果比较。
大跨度空间钢结构受温度影响较大,往往需要:通过监测掌握温度对结构变形的影响;剔除温度对结构变形与应力的影响。因此,在监测时通常采取以下措施:选取有代表性的几天进行全天24h温度监测,同时进行应力和变形的监测,以掌握温度对结构状态的影响;在进行工况监测时,选取温度变化较小的时间进行监测。
参考文献:
[1]杨荣华,贾其伟,陈洪军.航站楼大跨度空间钢结构安装施工技术研究[J].青岛理工大学学报,2015(07).
[2]陈百会,张伟林.大跨度空间钢结构施工模拟及监测技术[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2012(04).