2022年钢结构监测技术方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 钢结构监测 技 术 方 案 XX 公司 年月日 目录1 编制依据 . 3 1.1 招标文件 . 3 1.2 主要标准、规程、规范 . 3 1.3 设计资料 . 3 1.4 主要法规、文件 . 3 2 设计简况 . 3 2.1 体育馆设计简况 . 3 2.2 钢结构设计简况 . 43 对钢结构监测要求地懂得与响应. 53.1 钢结构监测地必要性 . 53.2 对钢结构监测要求地懂得 . 53.3 对钢结构监测要求地响应 . 64 监测内容、目标及实施计策 . 64.1 监测内容、目标 . 64.2 监测实施计策 . 65 监测方案及系统布设方案设计 .75.1 各项监测要求地掌握指标 . 75.2 监测点布设 . 75.3 监测工作量 . 85.4 监测周期和频率 . 95.5 监测方法 . 95.5.1 各杆地应力及其变化监测 . 95.5.1.1 监测仪器 . 95.5.1.2 工作原理 . 95.5.1.3 检测方法及过程 . 105.5.2 截面处地挠度（沉降）及其变化监测. 10名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5.5.2.1 仪器组成 . 105.5.2.2 测量原理及方法 . 105.5.2.3 仪器软件 .115.5.3 截面地温度及其变化监测 .115.6 监测评估系统 .116 监测仪器设备和设施、软件等 . 127 监测方案实施进度方案及保证措施. 127.1 监测方案实施进度方案 . 127.2 监测进度保证措施 . 148 监测人员组织治理、技术支持、为奥运保驾. 148.1 监测人员组织治理 . 148.2 劳动力方案 . 158.3 监测工作技术支持、为奥运保驾服务. 169 质量、安全绿色环保保证措施 . 169.1 质量保证措施 . 169.2 安全保证措施 . 179.3 绿色环保保证措施 . 1810 与各方和谐协作 . 1810.1 与钢结构施工单位地和谐协作. 1810.2 与监理单位地和谐协作 . 1910.3 与设计单位地和谐协作 . 1910.4 与业主地和谐协作 . 1911 对本工程地相关建议 . 201 编制依据1.1 招标文件 * 体育馆钢结构监测招标文件,招标编号：06-*,* 建设 /北京 * 联合总承包部, 2006 年 4 月 10 日.1.2 主要标准、规程、规范名师归纳总结 （ 1）钢结构设计规范（GB50017-2003 ）；第 2 页,共 17 页（ 2）钢结构工程施工质量及验收规范（GB50205-2001 ）；（ 3）民用建筑牢靠性鉴定标准（GB50292-1999 ）；（ 4）建筑结构检测技术标准（GB/T50344-2004 ）；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （ 5）建筑抗震试验方法规程（JGJ101-96）；（ 6）钢结构检测评定及加固技术规范（YB9257-1995 ）；（ 7）工业厂房牢靠性鉴定标准（GBJ144-90 ）；（ 8）钢铁工业建（构）筑物牢靠性鉴定规程（YBJ219-89 ）；（ 9）建筑变形测量规程（JGJ/T8-97）.1.3 设计资料 * 体育馆钢结构施工图,北京建筑设计讨论院 .1.4 主要法规、文件主要包括：北京“ 2022”工程建设指挥部关于奥运竞赛场馆建设工程地文件（20043 号、 9 号、 10 号、 13 号、 20051 号）；第 29 届奥运会组委会秘书行政部文件（奥运工程建设档案治理指南）2004124 号；市建委关于加强奥运场馆建设工程质量监督治理地通知筑实施指南；绿色奥运建筑评估体系等 .2 设计简况2.1 体育馆设计简况2004207 号；绿色奥运建* 体育馆位于北京市西部,面积 63429m2,是 * 文化体育中心地一部分 .* 体育馆将作为 2022 年北京奥运会篮球竞赛场馆,可容纳观众 1.8 万人,除满意奥运会竞赛外仍充分考虑了赛后地利用 .* 体育馆结构为地上 6 层（含 1 个夹层）,地下 1 层,檐高高度 37.3m,二层以下为现浇钢筋混凝土框架剪力墙钢支撑结构,屋面采纳双向正交空间钢桁架结构,掩盖面积 14400m2.2.2 钢结构设计简况名师归纳总结 * 体育馆钢屋面结构东西、南北跨度均为120m,由平面桁架双向正交构成,平面呈边长120m 规章第 3 页,共 17 页正方形,支撑在四周20 根矩形钢筋混凝土柱上.柱间支撑为斜十字撑,水平方向间距24m,竖向高度18.51m.屋面钢桁架间距为12m,共有 22 榀；桁架截面共有7 种形式,中间桁架高度从6.3m9.3m 不等,边桁架为等截面,高度6.3m；桁架上、下弦和腹杆杆件截面为箱形和H 形.钢屋架和支撑材质均为Q345C.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图2.2-1 建筑东西剖面示意图图 2.2-2 竞赛馆屋顶部分结构体系示意图3 对钢结构监测要求地懂得与响应3.1 钢结构监测地必要性名师归纳总结 * 体育馆是 2022 年奥运会竞赛场馆,为重要地大型公共建筑,对于政治、国民经济影响较大.依据 *第 4 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 体育馆设计文件,* 体育馆钢屋面结构东西、南北跨度均为120m,由平面桁架双向正交构成,屋架跨度大,受力情形复杂 .依据有关部门统计,在钢结构地安全事故中,由于构造与连接不当而引起地各种破坏,如失稳以及 过度应力集中,次应力所造成地破坏等占相当地比例,这是由于在任何情形下,构造地正确性与牢靠性 是钢结构构件正常承载才能地最重要保证,一旦构造（特殊是中间构造）显现问题,便会直接危及结构 构件地安全 .因此,对体育馆屋架钢结构在施工阶段、使用阶段进行监测,把握其各阶段地安全状况,对其进行安全 评判特别重要 .3.2 对钢结构监测要求地懂得依据招标文件,本监测工程是对* 体育馆主体桁架在施工阶段、使用阶段,对安装施工偏差或温度等可能引起结构作用变化地情形进监测,监测具体工程为设计确定地截面各杆地应力及其变化、截面处地挠度（沉降）及其变化、截面地温度及其变化 .依据招标文件,监测工作按施工过程划分为施工阶段和使用阶段,具体为：（ 1）施工阶段 .阶段一：主体桁架结构安装、滑移施工期间,钢结构开头施工至胎架拆卸前为施工第一监测阶段；阶段二：胎架拆卸过程地实时监控,从胎架拆卸开头至胎架拆卸完成为其次监测阶段；阶段三：屋面结构、通风、照明、马道和大型显示屏等设备安装施工期间,从胎架拆卸完成后开头至工程竣工为第三监测阶段 .（ 2）使用阶段 .从结构竣工后 2022 年底时间为使用监测阶段,使用阶段进行针对高、低温,大风,大雪和竞赛等工况地数据采集和结构安全评估 .一般对于钢结构工程,施工阶段钢结构桁架受力影响因素多,对监测工作要求最高,难度也最大 .使用阶段由于钢结构已按设计就位,影响因素有限,监测工作相对简洁.国内对于大跨度地钢结构安装施工一般有以下几种方法：（1）满堂支架,分段高空原位拼装；（2）主桁架楼面立拼,整榀提升安装；（3）跨端单榀主桁架与柱组合平移安装；（4）跨端结构整体组合,逐间累积平移安装 .其中跨端结构整体组合,逐间累积平移安装较为复杂.国内重庆江北机场航站楼巨型钢结构整体平移安装采纳此方法,在施工前进行定量分析和运算,依据施工次序,对各个工况逐一进行了结构验算以及动力效应分析,猜测了内 力、变形和反力地变化情形,特殊是对单榀主桁架平移过程中地平面外稳固作了运算,并对实行地暂时 加强措施地有效性进行了分析 .为验证设计,施工过程对桁架结构地负载分布及挠度位移等进行实时监测 工作,达到了预期成效 .3.3 对钢结构监测要求地响应 . 经过对招标文件地仔细分析及领悟,我单位对本工程钢结构监测要求完全响应 4 监测内容、目标及实施计策 4.1 监测内容、目标名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 本工程监测工程为设计提出地截面各杆地应力及其变化、截面处地挠度（沉降）及其变化、截面地温度及其变化监测.监测具体内容为：对HJ1、HJ2、HJ4、HJ6、HJ7 进行监测,均各为2 榀.监测目标为：通过监测方案地实施,对 时、精确地评判 . 4.2 监测实施计策* 体育馆屋架桁架在施工阶段、使用阶段地安全性进行及为达到上述监测目标,采纳测试技术手段,通过在钢结构桁架各截面杆件上布设应力及其变化监测点、挠度（沉降）及其变化监测点、温度及其变化监测点,并严格依据监测周期进行监测,准时将相关监测成果反馈给设计单位进行分析 .5 监测方案及系统布设方案设计5.1 各项监测要求地掌握指标各项监测工程地掌握指标将在监测工作开头之前和设计方共同商定后确定 .5.2 监测点布设本工程需对 HJ1、HJ2、HJ4、HJ6、HJ7 进行监测,均各位 2 榀 .监测结构位置及各监测点地布置见图 5.2-1图 5.2-5.图5.2-1 HJ1 、HJ2、HJ6、HJ7 桁架应力监测结构位置名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图5.2-2 HJ1 和HJ2 监测点图5.2-3 HJ6 上监测点图5.2-4 HJ7 监测点图5.2-5 HJ4 监测点布置平面图5.3 监测工作量名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 表5.3-1 监测工作量统计表5.4 监测周期和频率监测周期见表 7.1-1.监测频率施工前和设计方商定后确定 .5.5 监测方法5.5.1 各杆地应力及其变化监测5.5.1.1 监测仪器由于本工程地监测工作不但包括施工阶段监测,仍包括使用阶段地监测,这就要求传感器能适合长期监测工作地要求 .我们拟采纳光纤光栅传感器来进行该工程地监测工作,并建立相应地监测系统,以更好地完成监测工作,实现预期地监测目地 .应力监测仪器主要包括布喇格光纤光栅（FBG）应力传感器（见图 5.5.1.1-1）和光纤光栅传感解调系统（见图 5.5.1.1-2）.它们与相应配套地软件系统、微机及各种附件一起组成了应力监测系统 .图 5.5.1.1-1 光纤光栅应力传感器图 5.5.1.1-2 光纤光栅传感解调系统光纤光栅应力传感器相比其他地应力传感器而言,它具有以下这些特点：（1）牢靠性好、抗干扰才能强；（2）测量精度高：（3）测量结果具有良好地重复性；（4）便于构成各种形式地光纤传感网络；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - （5）抗电磁干扰、抗腐蚀、能在恶劣地化学环境下工作 .5.5.1.2 工作原理如图 5.5.1.2-1 所示：外界待测量（应力或温度）加在传感器 FBG 上,由光源出射地光在 FBG 中传输时,布喇格中心波长将会产生位移 包括负载信息地光波 FBG 反射,经耦合器导入光谱分析仪,在分析仪中可检测出,从而确定待测量 .图5.5.1.2-1 光纤光栅传感器工作原理5.5.1.3 检测方法及过程检测时第一将光纤光栅应力传感器焊接在刚杆上,再接好传输线（依据现场情形确定最为便利地线路） .测量时将传输线另一头接至光纤光栅传感解调系统中,完成数据采集.把所采集地数据传至微机中,通过配套地软件系统进行数据分析处理,得到应力变化成果图及相关地检测结果 .5.5.2 截面处地挠度（沉降）及其变化监测5.5.2.1 仪器组成截面处地挠度可采纳光电挠度计来进行测量,其主要由测试头、掌握器、靶标（光学标志点）、标定器、聚焦镜头、三角架及电缆等附件组成 .5.5.2.2 测量原理及方法光电挠度计地测量原理和方法如下：在结构上安装制作三个光学标志点,其中一个标志点位于结构测点位置,另外两个标志点相对于结构测点对称分布,距离可依据设计要求来定 光学标志点成像在检测头地成像面上 .在远离测点地适当位置,安置检测仪器,调整其方位,使各测量时各光学标志点位置置信息通过红外线传回检测头地成像面上,由特地设计地光学解读光路,将成像分解为竖直和水平两个方向地变化,分别成像在两个光电接收器件上；再由单片机将位移地二维 信息传到笔记本微机之中记录下来,运算出测点相对两侧地两个光学标志点地水平和竖直方向位置移,即可得到结构地二维挠曲度 .假如只需要测结构竖直方向地挠度,就只需调整好测量头,把三个光学标志点同时显示在望远镜名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 中,并让测点两侧地标志点位于同一水平位置,即可观测到测点相对于两侧标志点竖直方向位置移,从而得到结构在竖直方向地挠度（可做动态监测）.5.5.2.3 仪器软件光电挠度计联机软件常用地有：静态检测软件、动态检测软件、多点静态检测软件、绘图软件等 .其中静态检测软件用于静态检测和定标；动态检测软件用于收取测量仪器,通过并口电缆传入微机地动态数据；多点静态检测软件用于多点同时测量时地检测；绘图软件可从数据文件中读取数据准时间值,计算出相对位移值,并显示位移 /时间曲线 .5.5.3 截面地温度及其变化监测刚杆截面地温度采纳布喇格光纤光栅（FBG）温度传感器和光纤光栅传感解调系统来进行测量.其测量原理和方法与应力监测地一样.温度传感器和应力传感器可以共用一个传感器,也可以分开各用一个传感器 .假如是共用一个传感器,就需要区分应力和温度参量地不同影响 .由于应力和温度对布喇格波长地移动有相同地影响,仅仅靠测量 FBG 传感器地一个波长移动并不能区分两者地影响 .要区分或同时测量不同参量可以采纳以测量两种类型地 FBG地双波长为基础地方案 .由于在不同地波长上,FBG 对各环境参量有不同地响应度,所以在两个波长上进行检测可以获得各参量地具体值 .5.6 监测评估系统为了能更好地完成监测工作,达到监测地预期目地,实现工程治理地电子化、规范化、科学化,准确合理地把握工程结构地健康状态,节约人力及其它不必要地资源铺张,我们拟采纳工程健康监测与评估治理系统 .该系统将有效地提高施工监测、使用养护治理水平和效率,有助于保证结构地安全 .监测评估系统包括硬件和软件两方面 挠度计、运算机服务器、便携式运算机等 及工作状态综合评估系统 .硬件设备主要包括光纤传感器（应力、温度）及解调器、光电 .软件主要包括各项监测工程配套软件、数据库、数据治理系统该系统采纳集成技术,将运算机、传感、信号处理技术、软件开发、结构分析与结构检测技术等项 融合,在 Windows 、Delphi 和Access 平台上,讨论开发功能全面、强大,操作简便地结构健康监测与评 估治理系统软件,将监测对象地信息、工程治理、施工和使用监测及结构状态评估等相综合,为工程结 构地健康监测和状态评估治理供应科学地手段和方法 .6 监测仪器设备和设施、软件等 表6-1 拟投入地主要施工机械设备表序机械或型号规格数量国别产地制造年份额定功生产才能备注号设备名称率（KW ）名师归纳总结 光纤光栅应FBGST140中国北京2005精度可以根第 10 页,共 17 页力传感器系列1 据工程- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 光纤光栅温FBGST140中国北京2005情形定度传感器系列3中国北京20055制FBGST光纤光栅传感解调系统系列2中国北京2004满意工BJQN-IV光电挠度计相关软件及与仪器如干中国北京附件配套车辆、电脑、打印机、传作需要真机电话、复印机等7 监测方案实施进度方案及保证措施 7.1 监测方案实施进度方案 本监测工程施工进度表见表 7.1-1.表7.1-1 方案开工日期、竣工日期和施工进度表名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 说明：本进度表为投标阶段依据招标资料分析拟定地初步工期方案,中标后仍要依据钢结构具体施工进度并依据合同条件有关条款地要求提交具体地施工进度方案 .7.2 监测进度保证措施（1）依据监测工程要求,在进场前对钢结构设计图纸、施工单位地安装方案与进度方案进行具体讨论,在此基础上制定具体地监测方案,细化施工进度方案,明确包括仪器设备地检校、监测传感器地安装、监测数据地采集等每个目标节点地工期 .（2）对监测工作地进度支配,由工程负责人监控各专业人员严格执行,保证工程技术负责人、工程技术人员、工程安全治理人员、后勤支持人员各司其责,严格依据工程进展情形,依据方案进行监测工作,按时供应合格地监测资料 .（3）定期向业主和有关方面汇报监测工程进展情形,以便业主明白情形,并提出看法 .（4）工程部与各部门之间保持畅通地联系渠道,负责人定期为监测进度监控,各部门负责人每天至少向工程负责人汇报一次,建立例会制度,每两天召开一次由工程部主要人员参与地例会,以保证各项工作地有序进行,确保各工序交接不发生错漏,杜绝返工现象.亲密留意受天气、交通等影响地工序,如发觉某一工序地进度受阻,准时分析产生地偏差缘由,提出进度修订方案,使进度始终在方案地掌握之内 .（5）实行技术经济责任制,使职工地收入与施工安全、监测进度、质量、数量直接挂钩,进行嘉奖和惩罚相结合地考评 .8 监测人员组织治理、技术支持、为奥运保驾8.1 监测人员组织治理名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 本院如能承接本工程监测工作,我们将科学、规范地进行工程组织治理,保证如期优质完成各项监测工作,包括监测方案地优化完善、监测点布设、各项监测数据采集、监测信息反馈、成果资料整理、成果报告编制及技术支持服务工作 .为此,依据本工程地特点,设置* 体育馆钢结构监测工程部,由工程负责人和技术负责人对整个工程进行总体治理 .工程部下设四个分部：技术组、后勤组、质量安全组、监测作业组.本工程组织机构如图8.1-1：图 8.1-1 工程组织机构图 本工程人员职责划分：工程负责人统筹支配、治理整个工程,包括安全、质量、进度、和谐等工 作；技术负责人负责全面技术工作地治理,包括方案规划、实施、审核验收等 .技术组负责具体技术方案 编制、监测技术实施、监测信息反馈、成果报告审核等工作；后勤组负责供应充分地各种资源,包括仪 器、设备、办公设施、生活设施和生活用品等,保证全部工作不因供应不足而延误 .质量安全组负责本工 程地质量、安全、文明施工等工作,在监测工作现场进行监督、和谐,保证施工期间不显现任何安全质量事故,施工质量满意绿色奥运工程要求.监测作业组负责全部现场监测作业工作,并协作相关负责人员参与资料收集、数据分析和处理、报告编写和资料整理等工作 .8.2 劳动力方案依据工程经理部地机构组成以及实际地工程量分布,各种工种地人数方案详见表 8.2-1.表8.2-1 劳动力方案表名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8.3 监测工作技术支持、为奥运保驾服务本监测工程监测过程复杂,监测工作技术难度大.针对这些特点,工程部设立技术组,在工程部领导下进行监测工作技术支持 .另外,我院为此工程设立专家顾问组,配备具有丰富体会地专家多名,通过与其他科研机构地技术沟通,经一步增强本工程地技术实力.通过这些手段,监测工作技术支持机构具备了足够地实力,能够对监测方案、监测过程、监测成果进行指导、审核及分析讨论 .整个技术体系地高效运转,使钢结构施工过程达到信息化施工目标,为钢结构使用阶段安全状况作出各种安全状况下地实时评判,为奥运保驾服务 .9 质量、安全绿色环保保证措施9.1 质量保证措施工程中将实行 ISO9001 质量标准体系,实行质量选购、培训、安全等程序全过程掌握 .把质量标准体系贯穿于整个测试过程中,以质量治理保证工序质量,以工序质量保证测试质量,实行一票拒绝制 .加强全员培训、仔细贯彻 ISO9001 质量体系标准 .做到全员熟识领悟质量掌握方针与目标并努力为之工作 .（1）组织强有力地工程治理班子,配备精悍地测试技术力气 .（2）加强技术治理,仔细组织工程实施,现场实行工程经理负责制,以工序治理为重点,以工作质量保名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 证测试质量 .（3）严格执行有关规范、规程制定地各项技术措施 .（4）选用稳固性好、性能好地测试设备 .（5）建立工程、技术、质量、经营、财务、统计治理数据库,全部技术资料均以信息库地势式处理储存,全部资料都采纳文本及数字两种形式储备,使测试治理更趋于科学化、规范化、现代化 .（6）以 “ 安全、优质、高效、低耗、文明”为目标,严格要求自己,建立健全内部治理网络和治理体系,运用行政、技术、经济手段,加强工程内部治理,积极贯彻落实各项工期、质量、安全、文明生产保证 措施,把目标、任务分解落实到测试环节中去,层层落实、块块包干,确保整个工程施工圆满完成 .（7）确立三级检查验收制度,每项工序完成工后,经操作该工序段进行自检合格后,提交技术部复核,确认无误,不经过验收地工序不能进入下道工序,对检查不合格地工序要经过整改合格后方可进行下道 工序测试 .9.2 安全保证措施任何工程,安全工作总是第一位地 工作均特别重要 .* 体育馆钢结构工程监测无论在钢结构施工阶段或使用阶段安全保证针对工程特点,制定安全保证措施如下：（1）安全工作由工程经理直接负责,设立质量安全部,由具有安全员资格地专业安全治理人员进行现场 安全治理 .（2）在监测工程实施前,对工程全体人员进行安全训练与培训,对施工现场地安全治理制度进行学习 .（3）钢结构监测工作工程实施过程中,安全员定期及不定期进行安全检查,对现场监测工作进行旁站管 理.对发觉地问题有权实行措施,直至安全状况得到改进 .（4）工程部为工程人员定期发放种类满意要求,质量合格、数量足够地安全防护用品,并确保其正确使 用.（5）安全治理人员正确进行安全标识治理,保证安全标志设立合理、清楚明确.（6）发生意外安全情形时,工程部积极协作业主及相关单位进行调查和处理（7）工程部对生产安全设立专项经费帐户,并由专人负责治理 置,安全工程相关投入 .保证有足够地资金用于安全用品地购（8）针对可能发生地紧急情形,制定紧急情形处理预案,一旦有紧急情形发生,可以准时实施 .9.3 绿色环保保证措施 * 体育馆钢