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1、铁道建筑96RailwayEngineeringDecember,2006文章编号:100321995(2006)1220096203大跨度钢结构屋架挠度变形监测方法李锦城(广东工业大学建设学院,广州510000)摘要:介绍一种通过测量视线与水平视线高差的方法,精确测定大跨度钢结构屋架挠度变形。在监测过程中采取一定的措施,使全站仪的测角精度≮2s时,变形点的高差测量精度能达到二等水准测量精度,能满足《建筑物变形测量规范》中挠度变形监测的精度要求。关键词:屋盖桁架挠度变形观测精度+中图分类号:TU19816文献标识码:B现代大跨度场馆的
2、屋盖设计中,大都采用钢结构桁架,由于跨度大,钢结构桁架将会产生不容忽视的挠度变形。因此,钢结构桁架在安装及使用过程中,须及时监测其挠度的变化情况,分析钢结构的安全稳定性,以便及早发现问题,及时采取有效补救措施,避免事故的发生。由于大跨度钢结构屋架结构的特殊性,用二等水准测量方法测定其挠度,往往难以实现,有的只好贴反射片。但反射片对油漆防锈施工有一定影响,还可能引起锈蚀,业主往往不同意贴反射片监测的方法。本文通过工程实例,介绍一种通过测量视线与水平视线间的高差,精确测定大跨度钢结构桁架挠度变化的方法。实际应用和理论分析证明,该方法能达到
3、二等水准测量精度,能满足《建筑物变形测量规范》中挠度变形监测的精度要求。图1屋盖桁架平面及测量点位示意图1工程概况体育馆屋盖桁架挠度变形观测的主要基准点应尽可能布设于稳定、相互通视且便于监测之处。根据现某大学体育中心体育馆屋盖采用双向正交平面桁场实际情况将6个基准点设在较稳固的两侧看台的钢架。工程按照国家现行有关规范、规程、建设标准进行筋混凝土结构物上(图1的JZ1～JZ6点),使其构成基设计和施工。体育馆屋盖耐火等级为一级,采用薄型准点观测网。如果看台结构物整体均匀下沉,对于挠防火涂料,耐火极限为210h。工程抗震措施采用设防度变形
4、观测来讲不会产生影响。但是,若基础结构发烈度为6度,设计基本地震加速度为0105g;基本风压2生不均匀沉降,基准点相对于变形点的高差将发生变w0=0155kmPm,地面粗糙度为B类;体育馆屋盖上弦22化。因此,在每次挠度变形观测前,先对基准点进行精恒载110kNPm,活荷载015kNPm,下弦恒载为0122密水准测量,通过平差求得各基准点的高程,以便利用kNPm。屋盖双向正交平面桁架跨度尺寸6611m×这些基准点准确测得各变形点挠度的变形值。6611m,见图1。依据设计院设计要求及《网架结构设基准点采用直径约1cm,长约10cm的不锈
5、钢条计与施工规程》(JGJ7—91)要求,应对体育馆钢屋架进行挠度变形监测,测点布设见图1。且顶部刻有十字,冲击钻打孔后用环氧树脂粘合于看台上,确保其稳固。2挠度变形监测及精度分析212观测点布设根据设计要求,在体育馆屋盖桁架3×C轴、4×E211基准控制网布设轴、5×D轴、6×F轴下弦交点处(屋盖桁架底部梁2006年第12期大跨度钢结构屋架挠度变形监测方法97上),布设4个挠度变形观测点(如图1中的1、2、3、42)基准控制网测量每次挠度变形观测前,先对点)。基准点进行精密水准测量,再用高精度全站仪测量各变形观测点采用自制的边长14
6、11cm的正方形钢基准点的坐标和两点之间的距离、高差,经平差后得出板,沿对角线两边喷黑与白的油漆,使黑白分界线垂直各点的高程和距离,确定基准点的基本参数后,再进行地面焊接在梁上,让每边的三角形顶点(a、b、c)在上挠度变形观测点的观测。每次用全站仪观测基准点高下方向的垂直距离为10cm(见图2)。差变化,再用精密水准仪进行校核测量,检验全站仪精度的变化及气象条件的改变对全站仪高差测量精度的影响,求出可能的修正值,确保全站仪高差测量的精度要求。3)挠度变形观测的方法首次观测时,在变形点上精确安置反射镜,在基准点上用全站仪测定每一变形观测
7、点与基准点之间的高差和水平距离,经平差解图2变形观测点标志图算出各点的高程和相对于各基准点的水平距离,作为213测量方法以后每次变形观测比较的依据,以后要定期进行检测。1)测量精度要求《建筑物变形测量规范》中要求这种观测精度要求较高,规范要求必须连续进行两次变形点单程高差观测中误差mh=±017mm。观测,互差小于限差时取其平均值作为最后结果。图3挠度变形观测方法示意图挠度变形观测时,在一基准点上安置全站仪,精确(2)式中αj为测站点到变形点j的视线与水平线之间对中,严格整平,在另一基准点上安置带有对中杆的三的竖直角,其他符号与(1)
8、式含义相同。此时,变形点脚架和反射棱镜,精确对中和整平。首先观测测站点相对于镜站点的高差为(基准点)到镜站点i(基准点)的斜距Si及竖直角αiΔhij=Δhj-Δhi=(见图3),可按(1)式计算出镜站水平视线相对于镜站
