超高层建筑施工过程监测方案设计

超高层建筑施工周期较长,混凝土收缩、徐变对竖向变形造成的影响较明显,且施工过程中关键构件内力较大,对结构在施工过程中的监测十分必要。国瑞·西安金融中心超高层结构施工中进行了几何监测,关键构件应力应变监测和风速风压检测等。     

南淝河特大跨度钢桁梁柔性拱桥施工过程力学分析及监控

南淝河特大跨度铁路桥(114.75 m+229.5 m+114.75 m)为下承式、连续刚桁梁柔性拱桥,采用单边带拱顶推、拱脚合龙的新施工方案。为确保施工安全,建立桥梁施工过程中各阶段的空间结构力学模型,采用有限元法对结构应力、位移以及稳定性等进行力学分析,由此对施工过程提供安全性预测和监控实施。依据计算结果对施工工况中超应力杆件提出了加固措施,确保了桥梁结构满足应力强度和稳定性的安全要求。监测了各施工工况下重点关注构件的应力,应力实测值与有限元计算值较吻合,表明监测工作对全桥施工过程的力学分析和监控实施的效果良好。     

上海东方体育中心综合馆钢结构拆除临时支撑应力监测分析

上海东方体育中心综合馆钢结构跨度大、质量大,结构受力复杂。为了确保综合馆在拆除临时支撑施工过程中结构构件应力处于安全范围内,对钢结构的关键构件在拆除临时支撑时的应力进行监测。施工现场监测采用无线应力监测系统,以避免施工现场布线的繁杂以及与施工现场施工的相互影响。通过采用该系统,有效地对钢结构拆除临时支撑过程中的应力进行了监测。     

空间钢结构施工过程监测关键参数及测点布置研究

针对施工过程中监测关键参数的选择方法与测点布置原则进行研究。根据施工过程是否有动力效应,将监测类型分为静力监测和动力监测两种。基于静力平衡方程求解和结构施工系统稳定问题,提出静力监测关键参数应包括最大应力、最大变形、变化率最大的应力和变形、变化最大支座反力、失效模式特征参数、温度和风荷载;基于结构动力失稳和动力强度破坏模式,提出动力监测关键参数应包括最大振动加速度、振动频率、结构最大位移、构件最大应力、特征动力变形以及结构运动速度。根据施工过程结构和系统的数值分析以及施工过程结构的运动过程模拟结果,提出静力测点和动力测点应分布在失效模式最不利的位置,进而根据实际施工过程监测经验以及监测参数的性质,提出应将构件分为轴力构件和弯曲构件分别布置应变测点,变形测点应布置在节点处或构件中部。以"生命之环"钢结构工程施工过程监测为例进行对比分析,监测值与理论值吻合较好,验证了本文方法的有效性。     

天津泰安道五号院施工监测与数值模拟分析

超高层建筑施工周期较长,施工过程中结构力学性能不断发生变化。为研究超高层结构施工过程中的变形和应力规律,以天津泰安道五号院为背景,对结构进行施工全过程监测,得到结构在施工过程的变形和应力数据。建立了考虑施工过程的有限元模型,综合施工模拟数据与监测数据对竖向变形及应力发展规律进行分析。研究结果表明:施工过程中结构竖向变形随施工进度稳定增长;竖向变形差和关键构件应力在整体变化规律和极值上吻合较好;构件应力水平较低,安全储备较高,证明了泰安道五号院施工方案的合理性。     

巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系施工全过程模拟与监测研究

中科院量子院采用巨型钢框架-上部悬挂下部支承结构体系。该新型结构体系在施工全过程中存在多次受力转化,因此有必要对其进行施工模拟和监测。采用MIDAS/Gen建立有限元分析模型进行施工全过程模拟,分析关键构件和节点应力及变形规律,对关键构件和节点应力和变形实施监测,并将有限元计算值与现场监测值进行对比分析。分析结果表明:现场监测数据与有限元分析结果吻合良好,说明了该施工新技术的合理性。     

大跨度空间结构卸载过程模拟分析与监测

霍邱体育中心体育馆钢结构屋盖为大跨度空间网架结构,采用累积滑移方法拼装,其卸载过程是空间结构由施工状态向设计状态转换的关键环节。结合屋盖支撑卸载过程的施工特点,提出了一种实用的支撑卸载方法,运用有限元法对卸载过程模拟分析,并对卸载过程屋盖结构位移和关键构件的应力进行了实时监测。根据有限元分析和施工过程监测的结果,对该大跨度钢结构屋面卸载过程的安全性和可行性进行了讨论,该卸载方法可为同类型工程提供参考借鉴。     

复杂高层悬挂结构施工过程模拟分析及监测研究

珠海仁恒滨海中心A标段塔楼东侧为逐层内收的悬挂结构,其悬挑跨度大,施工顺序复杂,施工难度高,且施工过程中存在受力体系的多次转换。为此,采用模型累积法对该悬挂结构进行了施工全过程的模拟分析,并在施工实施过程中选取关键构件的应力及关键点的竖向变形进行了施工过程监测。由监测值与施工过程模拟结果对比可知:两者数据变化趋势基本一致,吻合良好,施工阶段结构处于安全可控状态。由此表明:施工过程模拟分析对实际工程施工及监测具有指导作用;施工过程模拟与现场监测是保证复杂结构施工质量和安全的重要评估指标。     

某大跨度钢网架结构施工监测及模拟

对某大跨度复杂钢网架结构进行施工过程跟踪监测,包括钢构件吊装过程中的敏感及重要构件的应力变化监测,临时支承点拆除时结构支承点的变形监测及大型焊接球整体提升焊接时焊接环的变形监测。监测结果表明:应力及变形均在合理范围之内,并最终稳定于某一值,监测效果良好。对结构在施工中各种工况下的应力及变形进行了有限元仿真分析,将实测应力值和变形值与有限元分析结果进行比较,基本吻合,表明有限元分析较好地模拟了施工过程中的应力及变形变化。     

成都来福士广场施工过程监测及分析

成都来福士广场为超高层多塔复杂结构,施工周期长,受到的影响因素如施工荷载、气象环境、风荷载和基础不均匀沉降等复杂多变。为了尽力避免各种不利因素引起的质量问题,对该项目进行了多项施工过程监测,包括基础沉降监测、上部特殊结构变形监测、关键构件应力监测和特殊楼层的舒适度监测。通过施工过程监测和有限元模拟分析,有效地反映了施工过程中各阶段结构响应和状况,为进一步施工作业提供了可靠和有效的数据支撑。     

国瑞·西安金融中心施工过程力学分析

国瑞·西安金融中心施工中,结合施工过程对超高层结构的竖向构件及伸臂桁架、环桁架关键位置进行现场应力应变监测。采用有限元软件midas Gen进行施工过程模拟并与实测数据进行对比,结果表明实测和模拟数据具有相似的规律性。     

白浪河无轴式摩天轮钢结构施工过程模拟与监控

白浪河无轴式摩天轮采用创新的固定立体环状结构形式,其施工过程中风荷载和温度作用影响显著。为保障结构的施工安全和安装精度,采用非线性分步建模技术对结构施工全过程进行模拟分析;基于模拟结果确定了结构合拢温度和变形预调值,并对结构施工过程和加载过程关键杆件进行监测。结果表明:施工过程中温度作用所引起的结构应力可达60MPa,在分析时应考虑构件安装温度的影响;采用正装迭代法确定结构变形预调值可有效控制结构的最终位形,合理选择合拢温度可降低竣工后结构的应力水平,最大应力降幅达40MPa;施工过程和加载过程中结构关键杆件应力及位移均在可控范围之内,施工方案可行。研究成果可为类似结构施工提供技术支撑。     

CCTV主楼施工过程关键构件应力监测技术

CCTV主楼双向倾斜的两塔楼在高空通过巨型悬挑结构连成一体,建筑造型独特,结构转换部位多,受力复杂。结构施工方法特殊,难度大,且悬臂施工阶段受力体系与成型后整体结构体系有明显不同。为此,对关键构件(特征位置构件、转换桁架构件、延迟构件等)进行应力监测,并将监测结果与施工模拟分析结果进行对比分析,及时反馈以保证塔楼尤其是超大悬臂施工过程的安全性。     

基于结构健康监测的大直径球体高层支撑钢结构施工全过程性能评估

基于结构性态健康监测系统数据,对大直径球体高层支撑钢结构体系进行施工全过程的结构监控。根据结构设计超限情况,进行了不同传感器的测点布设,建立了以应力、应变、倾角位移和温度传感器为基础的结构健康监测系统;结合结构全施工过程模拟分析,对比评价了构件及结构体系在各施工阶段的应力和变形,并分析了球体顶部穹顶结构提升过程中结构的力学性态变化。根据模拟分析结果,结合监测系统采集的实测数据,验证了施工期构件及结构体系的安全性,评价了施工全过程环境温度对结构性能的影响,体现了结构健康监测对异形复杂建筑结构施工控制的有效性。     

杭州国际博览中心大跨度钢结构施工应力监测技术

以杭州国际博览中心为例,通过仿真模拟主体钢结构的各施工工况,找出关键钢构件,确定了钢结构的监测方案并实施实时监测,根据相关规范计算出各关键杆件应力应变的上下限值作为判断结构安全的依据。从主体钢结构的顺利施工可以看出,本监测体系能够满足对结构施工监测的要求,且监测结果可作为结构安全与否的一个重要评估指标。     

中石化大楼转换层结构施工过程中的变形与应力变化特征分析

为深入了解中石化大楼转换层结构施工过程变形和应力的变化特征,在建筑物高区转换层和低区转换层,分别埋置了大量传感器,实施了施工期变形和应变监测.根据监测结果,对转换层梁、斜撑等重要构件的变形和应力的发展变化进行了分析,指出了工程中不同工况对变形和应力的影响,并对结构的安全性进行评估.     

长沙北辰三角洲商业区悬挑钢结构施工仿真分析

长沙北辰三角洲商业区悬挑部分为多跨钢结构,平面尺寸为240 m×170 m,悬挑长度较大。为掌握悬挑钢结构在安装过程中关键构件的内力变化特点,采用MIDAS软件对施工全过程进行仿真分析,确定钢结构安装过程中需要重点监测的区域及构件,施工中对重点区域的应力及变形进行了监测。有限元仿真结果与施工监测结果符合程度较好,验证了有限元仿真分析的有效性,保障了施工质量和安全。     

深圳证券交易所营运中心抬升裙楼施工阶段应力监测与分析

深圳证券交易所营运中心的抬升裙楼采用超长巨型悬挑钢桁架结构体系,具有悬挑跨度大、受力复杂、临时支撑卸载难度大的特点。采用自主研发的基于有线应变数据采集与无线信号传输的应变监测系统,在施工阶段,尤其是在卸载过程中,对抬升裙楼关键构件进行实时应力监测。通过长期应变监测数据统计分析、双轴对称测点应力对比分析以及焊接对结构局部应力增量影响试验研究,对施工中的抬升裙楼进行实时安全评估。结果表明：卸载过程中裙楼结构受力稳步转换;龙骨焊接施工产生的焊接残余应力对焊接区域附近的结构局部应力增量有显著影响。     

津门工程高层大跨度钢桁架整体提升应变及加速度施工监测技术

整体提升工艺在实施过程中,为确保安装过程的构件应力变化情况、相邻杆件的应力差幅值等是否在可控范围之内,建立了一套严密、安全、可靠、适用并与之配套的监测手段。监测桁架提升过程中的杆件应力、应变及其是否突变、加速度等数值,来判定由于提升过程中可能出现的位移差导致异常的内力分布情况,提前发现其潜在的危险,保证构件安全。整体提升过程由千斤顶行程控制电脑进行控制,并进行传统测量监控和应力应变监测,保证了施工安全和结构安全。     

天津奥林匹克中心体育场钢结构屋盖施工数值模拟与监测

对天津奥林匹克中心体育场大型空间钢结构屋盖的主桁架吊装、结构安装过程以及采用不同卸载方式的支撑卸载过程进行数值模拟,并选择部分关键受力构件进行安装过程和卸载过程的应力监测以及结构施工完毕后的温度应力测试。结果表明,钢结构安装过程中构件应力很小,方案合理;根据数值模拟结果并结合现场施工条件确定的间隔跳跃等值同步卸载方式切实可行,支撑卸载过程中各支撑上作用力稳步均匀下降,钢结构内力增加平缓,结构逐渐趋于设计受力状态;日照导致结构杆件温度分布不均匀,部分杆件产生较大温度应力;均匀温度变化条件下结构产生的温度应力较小,且与计算值相符。