大跨度空間結構施工監測與分析

摘 要：自從進入到21世紀以后我國的大跨度空間結構結構建設得到了高速發展，隨著我們的基礎設施的施工建造正在進入一個新的發展潮，也為更高程度的提高發展水平，大跨度空間結構施工監測與分析準確的將設計和施工連接起來，不僅是建筑工程施工的一個重要組成部分，同時也是建筑施工過程之中最為困難的環節。本文分析了了大跨度空間結構的施工過程。

關鍵詞：大跨度空間結構、施工、監測分析

1.工程安全監測分析重要性及其作用

工程的安全必須要放在施工的重要位置，因為其不僅僅涉及到工程的整體進展情況，更是對國家的經濟發展和人身安全有重大影響，長久以來，建筑施工的工程管理受到了國家相關部門的高度重視，伴隨著我國國民經濟的不斷發展，城市化進程的不斷加快，如何更加出色的完成建筑工程施工，保證施工質量已經成為了我們現在需要重視的首要問題。

進入21世紀以后，在西方發達國家之中大跨度空間結構施工項目發展迅速，大型建筑物的跨度也從最初的100-200M發展到了1000M以上，建筑物所占空間結構逐步擴大，著名的大跨度結構建筑有很多，例如：北美洲亞特蘭大舉辦奧運會時的主要場館，我國北京的國家大劇院，廣州的新光大橋，上海的盧浦大橋。

從全球范圍內大跨度建筑的發展情況來看，隨著時間的推移，大跨度空間結構施工已經從原本的非傳統結構建筑逐步變為被大眾所廣泛接受的新的建筑形式，以當今的形式來看，一個國家能否建造出優秀的大跨度建筑物已經成為衡量一個國家建筑能力水平的重要標志之一。

由于我國大跨度空間結構起步較晚，與世界接軌時間較短，導致我國大跨度空間結構的基礎比較薄弱，但是隨著我國奧運會以及世博會的舉辦，經濟的高速發展，空間結構的發展勢頭也極其迅猛，各種不同的類型結構相繼出現，建筑物的形態趨于多樣化，大跨度空間結構施工方面的相應理論也在不斷完善發展。從總體上來看，我國現階段對于大跨度空間結構建筑的需求量遠大于發達國家，當然發展的同時也存在一些問題，國際上許多大跨度空間建筑在施工過程或者使用過程中都出現過重大的安全事故，面對該種情況，大跨度空間結構施工的分析與監測就顯得尤為重要。

2.大跨度空間結構施工監測分析的主要過程。

檢測與分析的工作應該從整個建筑工程的整體出發，包括設計、施工、使用等多個方面，總體來講可以分為以下幾個方面：

2.1制定前期的監測方案，選擇正確的監測儀器

在監測工作進行之初要根據建筑工程的整體規模，主要特點以及建筑功能來進行方案設計，要選擇能夠準確監測施工狀況的精密儀器，對于監測的工程要進行模擬計算，在充分掌握理論的基礎上讓理論與實踐相結合，保證監測的合理性和科學性，提供可供分析的科學數據。

2.2要將傳感器和觀測標志安放到正確位置。

在進行該項工作之前，首先要保證傳感器能夠正常工作，另外也要選擇合適的位置以及適當的距離，并采取一些合理的避讓措施。從而保證傳感器和觀測標志有較高的成活率，在傳感器與觀測標志的埋設過程中施工條件復雜多樣，所以必須要充分做好協調各項工作的準備。

2.3檢測階段

檢測過程一共分為兩個階段，在建筑的施工過程中和運營過程中都要進行檢測，檢測階段的主要目的是為了后期分析提供相關數據，為之后的分析工作做好準備。

2.4分析與反分析

當準確的掌握了檢測建筑的狀態以后，就要及時的發現并解決檢測過程中遇到的問題，并通過相應方面的信息進行反分析。評價分析工作要和數據收集工作同時進行，一旦收集到相關數據就要開始展開分析工作，總而言之就是一定要保證檢測的及時性，保證數據的新鮮性，保證分析結論的合理性。

3.主要施工檢測技術及方法

3.1幾何變形監測法

從工程建筑領域來看，幾何變形的檢測方法已經持續多年，20世紀60年代以來幾何變形監測工作高速發展，從傳統的角度來看變形觀測方法主要分為幾何分析和物理分析兩種。幾何分析的主要內涵是通過對變形多方面全角度的分析，從而找出監測數據的內在規律和主要特征。變形監測的方法主要重在研究建筑結構的空間三維結構方面，用于測量的儀器包括：水準儀、經緯儀、全站儀等，同時也要應用必要的攝影測量設備以備不時之需。變形測量技術從總體來講已經比較成熟，可以準確的測量各項數據，隨著激光技術，電子信息技術，GPS技術的發展，變形監測技術也將融合多種新鮮技術，實現發展。

3.2應力監測

在外力作用下，工程結構內部產生應力，考察整個結構的應力分布是評定界工作狀況的主要指標，但是就當前的技術手段來看，實現直接的測定構件應力是極其困難的，同時應力監測的部位也要選擇安裝施工過程中應力較大的部位，并多方面的考慮不同型號的杠桿。常用的方法有以下兩種。

（1）電阻應變片法

由于電阻絲本身的應變效應，電阻片應變片可以運用到監測過程之中去，當有外力作用在電阻應變片上時電阻應變片會發生形變，細微的形變可以通過金屬應變測試儀進行監測，同時搜集建筑結構的整體情況。此種方法比較節約成本，應變電阻的售價較低，在監測同等是施工環境下可以起到節約成本的效果，但是與此同時此種方法卻需要花費大量的時間，而且平時的布置工作比較復雜，對周圍的環境反應較大，粘貼用品需要及時更換，電阻應變片的靈敏度不穩定，會導致測量值發生變化。

（2）振弦式應變傳感器法

將一根確定長度的鋼弦安置在兩個不同的安裝塊之間，當建筑結構發生形變時會引起鋼弦本身的變化，從而通過測量儀得出建筑結構的變化情況。振弦是應變感應器無需電流，主要是通過正常的振動頻率來檢測變動信息，而且有著極強的抗干擾能力， 可以保證在長距離的傳輸情況下不失真，而且可以重復使用，方便快捷，08年奧運會時我國的奧運主場館鳥巢就運用了此種方法。正常的鋼弦使用時間是3年左右，振弦式感應法并不適合大規模的集成使用，而且使用比較復雜。

我國目前大跨度空間結構施工還處于發展階段，在檢測與分析方面主要存在以下一些問題：就當前情況來看，混凝土的建筑結構問題與建筑變形之間還沒有精確地計算補償方法。施工控制中結構分析方法主要采用正裝分析和倒裝分析，要根據不同的施工階段建立不同的分析模型，分析工作的模擬過程比較繁瑣.必須采取相應的方法解決上述問題才能讓我國的大跨度空間結構施工有更好的發展。

結語：大跨度空間結構建筑還有很長的一段路要走，檢測與分析工作的開展是保證大跨度空間結構施工合理開展，安全投入使用的重中之重，外部集合變形與內部應力監測的手段必須要充分結合使用，將其充分運用到大跨度空間結構施工的具體工作中去。

參考文獻：

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