[发明专利]一种大跨钢结构支撑卸载监测方法

权利要求书

1.一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：针对多个支撑点的大跨度钢结构采用有限元分析软件进行卸载方案施工模拟，根据施工模拟结果，选择大跨钢结构应力比及变形较小者为最终卸载方案；

步骤2：根据施工模拟结果采用的最终卸载方案，在大跨钢结构支撑体系以及结构中关键构件布置传感器；

步骤3：卸载监测实施：对大跨钢结构支撑卸载进行监测，对监测结果建立应力与变形时程曲线，并与最终卸载方案施工模拟理论计算值进行对比分析；

步骤4：建立预警机制并进行卸载施工预警，其中，预警机制设置应依据步骤1中的施工模拟分析结果确定，并对步骤3中的卸载监测实施过程进行预警，即对步骤3中的对比分析结果所得到的应力和变形进行实时预警，预警采用分级和/或分区域预警机制；

所述步骤1中，施工模拟中需考虑如下因素：

1)考虑同步分级卸载，和不同步卸载：

同步分级卸载指多个支撑点同时进行分级卸载；不同步卸载指多个支撑点，逐个卸载，卸载可一次性或分级进行；施工模拟时不同步卸载按一次性卸载考虑，实际不同步卸载过程中采用分级卸载；

2)考虑温度作用对钢结构应力的影响；

温度作用应首先实测当地日大气最高气温和最低气温；实测结构表面最高气温和最低气温，温度作用以结构表面温度变化为输入值，即结构表面温度变化＝结构表面最高气温-结构表面最低气温；

所述步骤2中，传感器选型方法和原则如下：

根据精度和采样频率兼顾监测周期内的稳定性，选择传感器类型，所述传感器包括电阻式、振弦式、光纤式传感器；

传感器监测测点布置方式如下：

1)测点间应可相互校核，对称构件间对称性布置测点以及构件周圈对称布置测点；

2)考虑大跨钢结构节点应力复杂性，采用应变花布置方式；

3)所述传感器可替换和便于安装维护；

4)考虑信号稳定性，采用距离优先原则，满足采集条件下，尽可能缩短测点和传感器采集箱间的距离，不同测点尽可能等距；

5)考虑系统的可靠性，测点应具备一定冗余度，施工期间冗余度不少于20％，使用期间冗余度不少于10％；

6)考虑经济性，满足要求情况下测点最少选择；

所述步骤4中，分级预警应根据影响安全的最大值为终极预警值，进行分级预警设定；分区域预警指将结构划分为若干部分，分别监测预警，分区域预警包括按照结构功能分区域、按照结构楼层分区域；其中，所述步骤4中，分级预警分为两级预警，分别为黄色和红色预警两级，当监测结果所得到的应力或变形超过施工模拟理论计算值的5％，且小于10％时，监控计算机屏幕显示为黄色；当监测结果所得到的应力或变形超过施工模拟理论计算值的10％时，监控计算机屏幕显示为红色。

2.根据权利要求1所述的一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，其特征在于，所述步骤2中的支撑体系主要包括大跨钢结构屋架的临时支撑；所述结构中关键构件包括结构支座位置、主桁架跨中处、受力构件交接处、应力比较大的杆件、受力复杂的杆件。

3.根据权利要求1所述的一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，其特征在于，所述步骤3中，同步分级卸载施工时，分为竖向卸载和水平卸载；首先进行竖向卸载，然后再进行水平卸载；竖向卸载采用同步等比例卸荷的方案，即在各卸载支点处设置千斤顶，并按照每次卸载的位移设置千斤顶的行程。

4.根据权利要求1所述的一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，其特征在于，所述步骤3中，监测频率不低于卸载速度，监测频率最低60秒/次；监测过程中，应力监测与变形监测同步，其中，变形监测至少包含大跨钢结构顶部位移和结构中关键构件变形；监测周期为卸载后持续48小时。

5.根据权利要求4所述的一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，其特征在于，所述步骤3中，变形监测测点处布置有棱镜，用于提高监测精度。

6.根据权利要求4所述的一种大跨钢结构支撑卸载监测方法，其特征在于，所述步骤3中，卸载监测实施时，还需建立相应的应急抢险机制和相应防护措施。