[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(dá)116m，在安裝過程中桁架自身柔性較大，除了進(jìn)行施工模擬計(jì)算外，本項(xiàng)目還對施工全過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保施工過程的安全。
[關(guān)鍵詞] 監(jiān)測內(nèi)容 位移監(jiān)測 應(yīng)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(jìn)行施工，即在結(jié)構(gòu)原位下方分區(qū)搭設(shè)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(yīng)用，但武漢站鋼結(jié)構(gòu)體系十分復(fù)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(yīng)變計(jì)監(jiān)測技術(shù)，對施工中一些重要階段進(jìn)行了實(shí)時(shí)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(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)理論分析和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，對每一施工階段，根據(jù)結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)算結(jié)果確定施工誤差狀態(tài)，采用預(yù)警體系對施工狀態(tài)進(jìn)行安全度評價(jià)和災(zāi)害預(yù)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(shè)計(jì)要求。
武漢站施工監(jiān)測包含位移監(jiān)測和應(yīng)變監(jiān)測：
位移監(jiān)測主要是各控制點(diǎn)的坐標(biāo)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(diǎn)的坐標(biāo)和變形要滿足設(shè)計(jì)要求。位移監(jiān)測的目的主要就是通過各監(jiān)測點(diǎn)的測量，得出各監(jiān)測點(diǎn)吊裝后實(shí)測坐標(biāo)或位移，并與控制值進(jìn)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(yīng)變監(jiān)測的主要部位是設(shè)計(jì)和ANSYS施工過程模擬計(jì)算結(jié)果中應(yīng)力較大的節(jié)點(diǎn)、弦桿、鋼梁等，通過對這些最不利位置應(yīng)變的實(shí)時(shí)監(jiān)測，以達(dá)到使結(jié)構(gòu)施工完成之后能符合理論設(shè)計(jì)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(diǎn)
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(gè)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(yán)格的點(diǎn)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(diǎn)，詳見圖1~2所示。
圖1 J軸主拱位移測點(diǎn)布置圖
圖2 桁架位移測點(diǎn)布置圖
3.2 樓面位移監(jiān)測點(diǎn)
樓面分為18.8m樓面和25m樓面，其結(jié)構(gòu)采用鋼柱—實(shí)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(yīng)嚴(yán)格控制的點(diǎn)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(diǎn)布置圖
4 位移監(jiān)測
4.1 中央站房應(yīng)變監(jiān)測點(diǎn)
中央站房結(jié)構(gòu)施工過程中應(yīng)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(diǎn)上，詳見圖4~5。
圖4 F軸半/主拱應(yīng)變測點(diǎn)布置圖
圖5 桁架應(yīng)變測點(diǎn)布置圖
4.2 樓面應(yīng)變監(jiān)測點(diǎn)
樓面施工過程中應(yīng)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(yīng)變測點(diǎn)布置圖
圖7 電梯井斜撐應(yīng)變監(jiān)測布置
5 監(jiān)測頻率及時(shí)機(jī)
鋼結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測時(shí)間極為重要，監(jiān)測時(shí)間不正確將得不到正確的數(shù)據(jù)，也無法指導(dǎo)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(jì)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(xiàn)
【1】 尹德鈺。 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 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(shè)計(jì)。 鋼結(jié)構(gòu), 1997
【3】 《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)術(shù)語和符號標(biāo)準(zhǔn)》 GB/T50083-97
【4】 《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 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(shè)計(jì)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(xiàng)目技術(shù)部副經(jīng)理
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