鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)論文
中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
[摘 要] 武漢火車站鋼結(jié)構(gòu)包括中央站房結(jié)構(gòu)、樓面結(jié)構(gòu)、雨棚結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)。中央站房為大跨度空間雙曲雙拱結(jié)構(gòu)，主拱支撐最大距度達116m，在安裝過程中桁架自身柔性較大，除了進行施工模擬計算外，本項目還對施工全過程進行了實時監(jiān)測，確保施工過程的安全。
[關鍵詞] 監(jiān)測內(nèi)容 位移監(jiān)測 應變監(jiān)測
1 概述
武漢站鋼結(jié)構(gòu)采用“大型滑移胎架、高空原位安裝法”進行施工，即在結(jié)構(gòu)原位下方分區(qū)搭設大型滑移胎架支撐體系，結(jié)構(gòu)部件吊至高空組對安裝，結(jié)構(gòu)單元片區(qū)形成整體穩(wěn)定后，胎架滑移至下一區(qū)間施工。
滑移法雖然在工程已有很多應用，但武漢站鋼結(jié)構(gòu)體系十分復雜，分區(qū)安裝卸載也給施工提出了更高的要求，因此利用振弦式表面應變計監(jiān)測技術(shù)，對施工中一些重要階段進行了實時監(jiān)測，確保了施工過程的安全性。
2 監(jiān)測目的
施工監(jiān)測的目的就是根據(jù)實際的施工工序，以及現(xiàn)場獲取的參數(shù)和數(shù)據(jù)，對結(jié)構(gòu)進行實時理論分析和結(jié)構(gòu)驗算，對每一施工階段，根據(jù)結(jié)構(gòu)分析驗算結(jié)果確定施工誤差狀態(tài)，采用預警體系對施工狀態(tài)進行安全度評價和災害預警，給施工過程提供決策性技術(shù)依據(jù)，從而正確的輔助施工，確保結(jié)構(gòu)線形與受力狀態(tài)符合設計要求。
武漢站施工監(jiān)測包含位移監(jiān)測和應變監(jiān)測：
位移監(jiān)測主要是各控制點的坐標及變形控制，防止在鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工過程中出現(xiàn)與理論值相差較大的轉(zhuǎn)角和位移，施工完成后，各主控點的坐標和變形要滿足設計要求。位移監(jiān)測的目的主要就是通過各監(jiān)測點的測量，得出各監(jiān)測點吊裝后實測坐標或位移，并與控制值進行對比，得出結(jié)構(gòu)在各工況下的位移變化，然后提交監(jiān)測數(shù)據(jù)給施工單位。
應變監(jiān)測的主要部位是設計和ANSYS施工過程模擬計算結(jié)果中應力較大的節(jié)點、弦桿、鋼梁等，通過對這些最不利位置應變的實時監(jiān)測，以達到使結(jié)構(gòu)施工完成之后能符合理論設計值，從而保證結(jié)構(gòu)的安全性。
3 位移監(jiān)測
3.1 中央站房位移監(jiān)測點
中央站房由拱、桁架結(jié)構(gòu)組成，跨度都較大，外形均為弧線，整個結(jié)構(gòu)外形成波浪狀。施工過程中位移較大和位移控制較嚴格的點主要集中在主拱的拱腳、1/4跨和拱頂，半拱斜立柱的柱頂、柱腳，主拱的V撐，屋面下弦部分控制點，詳見圖1~2所示。
圖1 J軸主拱位移測點布置圖
圖2 桁架位移測點布置圖
3.2 樓面位移監(jiān)測點
樓面分為18.8m樓面和25m樓面，其結(jié)構(gòu)采用鋼柱—實腹梁框架結(jié)構(gòu)，樓板為壓型鋼板-混凝土結(jié)構(gòu)組合樓板。施工過程中位移應嚴格控制的點主要集中在樓面變形縫和主梁的的柱頂和柱腳，詳見圖3。
圖3 樓面位移測點布置圖
4 位移監(jiān)測
4.1 中央站房應變監(jiān)測點
中央站房結(jié)構(gòu)施工過程中應力較大部位主要集中在主拱落地V撐，存在短立柱的主拱V撐，中央站房屋面上部分弦桿以及鑄鋼節(jié)點上，詳見圖4~5。
圖4 F軸半/主拱應變測點布置圖
圖5 桁架應變測點布置圖
4.2 樓面應變監(jiān)測點
樓面施工過程中應力較大部位主要集中在部分主梁的跨中、懸挑端的根部，電梯井柱在地面以上0.3m處及電梯井在10.25～18.8m之間的斜撐，詳見圖6~7。
圖6 18.8m樓面應變測點布置圖
圖7 電梯井斜撐應變監(jiān)測布置
5 監(jiān)測頻率及時機
鋼結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測時間極為重要，監(jiān)測時間不正確將得不到正確的數(shù)據(jù)，也無法指導施工。
施工期間中央站房、樓面等部分的監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集工況詳見表1。
表1 武漢站施工過程監(jiān)測工況統(tǒng)計表
6 結(jié)論
通過對武漢站鋼結(jié)構(gòu)施工全過程施工監(jiān)測，并于施工模擬分析對比，數(shù)值相差不大，可以證明，結(jié)構(gòu)的安裝過程是合理的、可控的，這為今后的大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測提供了參考和依據(jù)。
參 考 文 獻
【1】 尹德鈺。 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設計。 北京:中國建筑工業(yè)出版社,1996
【2】 董繼斌。雙層柱面網(wǎng)殼選型與設計。 鋼結(jié)構(gòu), 1997
【3】 《建筑結(jié)構(gòu)設計術(shù)語和符號標準》 GB/T50083-97
【4】 《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》 GB 50068-2001
【5】 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB 50009-2001
【6】 《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》 GB 50017-2003
作者簡介：段其磊，中建鋼構(gòu)武漢分公司，原武漢新火車站項目技術(shù)部副經(jīng)理
聯(lián)系地址:武漢市武珞路456號新時代商務中心40層，430070
聯(lián)系電話：18627808363
段其磊，王朝陽，劉紅軍，譚神洲，甘 霖
（中建鋼構(gòu)有限公司，廣東 深圳，518040）
|
： 