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建筑结构施工过程监测及健康监测简介
上海宝冶工程技术研究中心是土木建筑诊治技术领域的工程技术研究中心。拥有一批素质高、经验丰富的高中工程技术人员和一系列***配套的技术装备。在建筑工程质量检验、土木建筑结构可靠性鉴定评估、结构加固改造修复、预应力工程、核电站壳结构试验与评定、大型工程结构动静态测试等多种施工技术控制、混凝土结构耐久性防护专用修复材料等技术领域处于行列。
1、监测目的
建筑结构施工过程监测及健康监测是通过监测建筑结构施工及运营期间结构的受力、变形等结构性态参数变化，实时监控结构的整体行为，***结构的性。通过监测获取的监测数据可对结构的损伤位置和程度进行诊断，对结构的服役情况、可靠性、耐久性和承载能力进行智能评估，为一些处在特殊气候、特殊工作状态下的结构可靠性评定、维修加固、养护与管理决策提供依据。
2、应用领域
1）建筑结构施工过程监测大型复杂结构提升、滑移、卸载等施工过程的结构监测，如体育场馆、会展场馆、高层建筑等。
2）建筑结构健康监测技术主要应用于一些重要的建（构）筑物运营期间结构性态的监测与评估，如桥梁、体育场馆、会展场馆、***层建筑等。
3、建筑结构施工过程监测及健康监测技术方法
建筑结构施工过程监测及健康监测系统主要由传感器子系统、数据采集和传输子系统、数据管理子系统、数据分析子系统，其系统流程图如图1所示。
1)传感器子系统用来采集各种荷载作用（如风、地震等）和结构响应（如加速度、速度、位移、应变等）。该子系统包括加速度传感器、位移计、应变计、地震仪、风速仪、温度传感器、信号放大器等元件。
2)数据采集和传输系统的功能是收集传感器采集的物理信号，并对物理信号进行调制、处理后，转换为数字信号，然后通过有线或无线网络将数字信号传输到监测中心的数据管理系统。数据采集部分由 PC 机控制的数据采集站完成，而数据传输部分则由有线或无线的局域网完成。
3）数据管理系统的功能是把传输来的数字信号存储在数据库中，进行初步的数据剔除和信息融合后，将有用的信息输出给数据分析系统，它是数据采集系统和数据分析系统之间的桥梁。
4）数据分析系统是由数台高性能工作站组成的一个计算机网络，它实时分析采集的数据，判断结构是否发生损伤，确定损伤类型、位置和程度，分析和评定结构性，提供超限预警，并用图形图像显示结果。
图1 建筑结构施工过程监测及健康监测系统流程图
4、工程业绩
1）宝钢一号、二号、三号、四号高炉快速化大修工程
宝钢一号、二号、三号、四号高炉大修工程均采用了的模块化快速拼装更换技术，使原本需要半年工期完成高炉大修工程缩短至70天左右，在高炉大修期间对数千吨的旧炉顶、炉缸进行切割、拆除，然后再分段拼装新炉壳，在此施工期间需要对支撑高炉本体荷载的外部框架进行施工期间结构的受力、变形、倾斜、振动等参数进行监参，为大修工程的有序实施保驾护航。
图2 高炉模块化快速大修施工
图3 高炉模块化快速大修施工过程监测
2）深圳大运会主体育馆钢结构屋盖旋转滑移及卸载施工过程监测
该项目的施工过程是将体育馆钢结构屋盖分为16个形状相近的结构单元，按8个对称结构采用高空***拼装、累计旋转滑移成型，拆除临时支撑形成独立的单层折面空间网格结构。为了不使结构在旋转滑移过程中局部应力集中多大，指导对称结构旋转滑移的同步性，设计要求对部分关键杆件进行应力实施监控指导施工。
图4 深圳大运会主体育馆钢结构屋盖旋转滑移及卸载施工过程监测
3）重型工业厂房顶升纠偏施工过程监测及后期健康监测
该厂房由于常年承受厂内重锤破碎钢渣的反复动力荷载及吊车梁对钢柱的动力荷载作用，使得钢结构柱和承台基础发生了较大位移和沉降，影响了行车运行和生产。生产方决定在基础加固的基础上，打开柱基础对厂房上部主体钢结构进行顶升纠偏，使其沉降和位移或者控制在允许的范围内，为了预防意外情况的发生，施工方委托我公司对顶升纠偏过程中的钢结构屋架体系进行应力应变的监测，及时上报应力变化数据，确保施工过程在可控的状态中顺利进行。
在厂房顶升纠偏、加固维修施工结束后，为了了解该厂房主体结构日后工作情况为该厂房建立了一套长期的健康监测系统。
图5 工业厂房顶升纠偏施工过程监测
图6 工业厂房健康监测系统
4）新建乌鲁木齐新客站钢结构健康监测
乌鲁木齐新客站作为铁路综合交通枢纽，人流密集，公众关注度高，一旦发生重大结构事故，不仅会造成重大的人员伤亡和经济损失，还会带来坏的政治和社会影响；其次该工程所处的地理环境特殊（抗震设防烈度高，风荷载和雪荷载较大，环境温差很大），而近年来因气候变化造成气候事件发生的频率增加，风速、降雪量常超过百年一遇；并且该工程体量庞大，结构体系复杂，柱网较大，屋盖为复杂大跨度钢网架结构，悬挑较大，造型轻巧，结构的基本频率较低、阻尼较小，是典型的风敏感结构类型；因此为了及时、准确掌握乌鲁木齐新客站站房结构的工作状态，***结构的，防止事故的发生，需要为乌鲁木齐新客站站房结构建立一套健康监测系统。通过长期的健康监测得到结构在其运行环境中产生的累计损伤信息，在结构发突事件下或结构使用状况严重异常时触发预警信号，避免灾难事故的发生，保障结构的可靠性、性和耐久性。
图7 整体鸟瞰图
图8 屋盖系统监测点位置示
| 企业类型 | 有限责任公司(自然人独资) | 统一社会信用代码 | 91310115MA1H83XX6N |
|---|---|---|---|
| 成立日期 | 2016-08-17 | 法定代表人/负责人 | 李红花 |
| 注册资本 | 1,000万(元) | 注册地址 | 浦东新区泥城镇云汉路979号2楼 |
| 营业期限 | 2016-08-17 至 2036-08-16 | 登记机关 | 浦东新区市场监管局 |
| 经营范围 | 从事检测技术、建筑工程领域内的技术开发、技术咨询、技术转让、技术服务，建筑材料的销售，建筑装修装饰建设工程专业施工，建筑装饰建设工程专项设计，建设工程监理服务。 【依法须经批准的项目，经相关部门批准后方可开展经营活动】 | ||
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