大跨度钢结构网架健康监测的探讨

大跨度网架健康监测发布时间：2022-10-31T02:23:22.120Z 来源：《城镇建设》2022年第12期6月作者：曾德涛屈勇何伟[导读] 随着经济的发展，需要进行结构健康监测的结构越来越多，曾德涛屈勇何伟中建八局西南公司，成都610041[摘要]随着经济的发展，需要进行结构健康监测的结构越来越多，大跨度网架结构由于具有空间跨度大但是重量轻，用到的材料少，其结构杆件主要是受轴力，充分发挥和利用材料的刚度、结构牢固、稳定定好的特点发展尤为突出。

在这种背景下，一个智能化实时精确的监测系统的设计是非常有必要的。

[关键词]大跨度钢结构网架预警0 引言本文以三星堆古蜀文化遗址博物馆及附属设施工程为背景介绍了通过对结构的物理力学性能进行无损监测，实时监控结构的整体行为，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。

1 工程概况三星堆古蜀文化遗址博物馆项目位于四川省德阳市广汉市向新路133号，占地面积66亩，建筑面积5.5万平方米。

建筑地上2层，地下局部1层，总长度351.1m，总宽度87.8m，主要功能为博物馆和游客中心。

主要结构类型：地下室为劲性柱+钢筋混凝土梁板体系，地上为钢框架结构，屋面为网架结构。

2 监测的目的结构监测是通过对结构的物理力学性能进行无损监测，实时监控结构的整体行为，对本工程的钢结构进行监控可达如下目的∶1）随时掌握结构的内力状态及损伤情况，并对结构的损伤位置和程度进行诊断，指导施工进行的同时保障建筑结构的安全2）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，采取针对性措施，延长结构使用寿命3）为结构在突发事件下或结构使用状况产生异常时触发预警信号，从而采取适当的措施实现主动安全控制，切实提高结构的全寿命安全度。

4）为结构的维修、养护与管理决策提供依据和指导，有效降低建筑结构总体运营成本。

3. 监测系统总体思路监测系统将结构的危险划分为结构损伤和结构状态的不利性改变两大类，并根据目前技术水平提出针对不同危险情况采取不同的监测手段。

大跨度空间结构施工监测与分析随着科技的进步和社会的发展，大跨度空间结构在建筑工程中的应用越来越广泛。

这类结构具有造型独特、功能复杂等特点，因此施工难度较大。

为了确保大跨度空间结构的施工质量和使用安全，施工监测与分析显得尤为重要。

本文将探讨大跨度空间结构施工监测与分析的相关问题，旨在为相关工作提供参考。

大跨度空间结构施工监测与分析是基于计算机技术、传感器技术、信号处理技术等手段，对大跨度空间结构的施工过程进行全面、系统的监测和评估。

其主要目的是及时发现和解决施工过程中的问题，保障施工质量和安全，同时为后续的结构分析提供数据支持。

大跨度空间结构施工监测所面临的问题和挑战主要包括以下几个方面：数据采集：大跨度空间结构施工过程中的数据采集具有较大难度，由于结构复杂多变，采集设备的安装和调试需要耗费大量时间和人力。

数据处理：采集到的数据需要进行预处理、滤波和分析等操作，以便提取出有用的信息。

然而，现有的数据处理方法往往难以满足实际需求，需要进一步研究和改进。

数据分析：数据分析是大跨度空间结构施工监测的核心环节，需要对采集到的数据进行系统、全面的分析，以便发现问题并采取相应的措施。

然而，现有的数据分析方法尚不完善，难以对复杂多变的结构行为进行准确描述。

针对上述问题和挑战，可以采取以下解决方案：优化数据采集方案：通过选取合适的采集设备、布置合理的采集点等方式，提高数据采集的效率和精度。

改进数据处理方法：研究和发展新的数据处理技术，提高数据处理的速度和准确性，以满足实际需求。

完善数据分析理论：通过研究大跨度空间结构的施工过程和行为特征，完善数据分析理论和方法，提高数据分析的准确性和可靠性。

对大跨度空间结构施工监测的数据进行分析时，需要以下几个方面：数据采集：选择合适的采集设备和技术手段，确保采集到的数据能够准确反映结构的实际状态。

数据处理：对采集到的数据进行清洗、滤波和降噪等处理，提取出有用的信息。

数据分析：运用科学的方法对处理后的数据进行系统分析，以便了解结构的施工状态和行为特征。

钢结构建筑的健康监测与评估技术研究综述摘要：钢结构建筑在现代社会中起着重要的作用，然而，由于长期受到环境和使用条件的影响，钢结构建筑存在健康问题。

为确保钢结构建筑的长期使用安全与可靠性，钢结构建筑的健康监测与评估技术发展迅速。

本文对钢结构建筑的健康监测与评估技术进行了全面综述，包括结构监测、损伤识别与评估、健康预测和保养管理等方面的技术研究现状与发展趋势。

1. 引言钢结构建筑因其轻、强、刚等优良特性，广泛应用于工业、民用和商业领域。

然而，由于复杂的工作环境和使用条件，钢结构建筑容易受到自然灾害、疲劳、腐蚀和载荷等因素的影响，产生结构损伤和隐患。

为了保障钢结构建筑的安全稳定，健康监测与评估技术的研究变得至关重要。

2. 钢结构建筑的健康监测技术钢结构建筑的健康监测技术包括传感器监测和无损检测两个主要方面。

传感器监测技术通过在结构中安装传感器，监测结构的静力与动力响应，获得结构的受力状态和变形信息。

目前常用的传感器包括应变计、加速度计和应变传感器等。

这些传感器可以实时监测结构的振动特性、变形情况和结构的健康状况，为及时发现结构异常提供依据。

无损检测技术通过利用电磁、超声、磁粉和红外等方法，对结构进行非接触式的检测。

无损检测技术可以检测到结构中的缺陷、腐蚀和疲劳等问题，提供结构的实时健康状况。

常用的无损检测技术包括超声波检测、涡流检测和红外热像检测等。

3. 钢结构建筑的损伤识别与评估技术钢结构建筑中损伤的识别与评估是健康监测的核心问题。

现有的钢结构建筑损伤识别与评估技术主要包括模型参数识别、振动特性分析和机器学习等方法。

模型参数识别技术通过对结构进行建模，利用传感器监测到的数据和结构的动力响应，识别结构的物理参数。

这种方法可以用来判断结构的损伤程度和位置，并为后续的评估和维修提供依据。

振动特性分析技术通过对结构的振动响应进行分析，提取结构的共振频率和振动模态，并与未损伤的结构进行对比，从而识别结构的损伤。

大跨度钢结构网架健康监测的探讨摘要：介绍了大跨度钢结构网架健康监测的原理、过程及意义，阐述了国内结构健康监测技术的应用现状，详细说明了健康监测的技术路线及实施方案。

关键词：大跨度钢结构网架；健康监测；安全1 大跨度网架健康监测的意义所有的结构，无论自然的还是人工的，在其存在期间都会累积损伤。

健康监测就是利用现场的、无损伤的监测方式实时获得结构内部信息，分析包括结构反应在内的各种结构系统特征，实时监控结构的整体行为，对结构的损伤位置和程度进行诊断，从而及时了解结构因损伤而造成的改变以及结构的工作状态。

健康监测的过程包括：通过一系列传感器得到系统定时取样的静力或动力响应测量值，从这些测量值中抽取对损伤敏感的特征因子，并对这些特征因子进行统计分析，从而获得结构当前的健康状况。

对于长期的健康监测，系统得到的是关于结构在其运行环境中老化和退化所导致的完成预期功能变化的适时信息。

2 结构健康监测技术的应用现状结构健康监测系统最开始用于大型重要的桥梁结构，20世纪80年代中后期开始，各种规模的桥梁结构健康监测系统相继建立起来，用以验证设计假定、监视施工质量和服役安全状况。

近年来，随着经济和科技的发展，健康监测系统已在特种结构、超高层建筑结构、大跨空间钢结构、深基坑支护工程中得到广泛应用。

在大跨度建筑结构的应用方面，一些新建的大跨度体育场馆及公共建筑普遍采用了结构健康监测技术。

2002年深圳市民中心屋顶长486m、宽156的网架结构中搭建了国内较早的大跨度结构健康监测系统。

2008奥运会羽毛球馆新型预应力弦支穹顶结构、济南奥体中心场馆钢结构等都分别安装了全寿命健康监测系统。

3 健康监测的技术路线及实施方案3.1 健康监测的技术路线3.2 健康监测的内容及测点布置方案对房屋网架除定期进行常规的维护与保养外，还应对外部荷载作用和结构反应两大部分进行健康监测，以掌握结构在施工及建筑物整过使用过程中的工作状态，确保结构安全。

大跨度钢网架结构检测技术分析发表时间：2016-04-22T16:27:17.137Z 来源：《工程建设标准化》2016年1月供稿作者：耿天军[导读] （太原铁路房建段）在对钢网架结构的技术特点以及其检测技术标准和技术规范进行阐述的基础上，分别从钢网架结构的材料检测、焊接球节点检测和杆件应力测试三个方面详细的探讨了大跨度钢网架结构的检测技术要点，形成了相对完善的大跨度钢网架结构检测技术体系，对提高钢网架结构检测技术的整体水平起到一定的参考作用。

（太原铁路房建段）【摘要】在对钢网架结构的技术特点以及其检测技术标准和技术规范进行阐述的基础上，分别从钢网架结构的材料检测、焊接球节点检测和杆件应力测试三个方面详细的探讨了大跨度钢网架结构的检测技术要点，形成了相对完善的大跨度钢网架结构检测技术体系，对提高钢网架结构检测技术的整体水平起到一定的参考作用。

【关键词】大跨度；钢网架结构；结构检测大跨度钢网架结构是一种空间杆结构体系，具有刚度大、受力分布合理、自重轻、制作安装简便等特点，在近些年来的大空间建筑结构中得到了广泛的应用。

尤其是在大跨度、大面积的公共建筑中得到了广泛应用。

为了保证结构的安全、确保大跨度钢结构的长期稳定服役，需要采取有效的质量检测技术，以提高钢网架结构的整体结构稳定性。

1、钢网架结构及其检测技术标准大跨度钢网架结构主要应用于会展中心、体育馆、车站、航站楼以及博物中心等大型工民建筑中。

随着现代建筑结构设计技术以及建造技术的持续发展，大跨度钢网架结构的整体跨度更大、型式也日趋复杂，结构件与构件之间的节点连接方式也日趋多样化。

检测技术是保证大跨度钢网架结构现场整体质量的一个有效途径，因此其在当前大型、复杂钢网架结构中得到了广泛的应用。

在进入二十一世纪之后，国家为保证钢网架结构的检测质量和整体水平，颁布了新的国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205．2001)、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)[1]等相关检测技术规范和标准，基于验收与评价相分离、加强验收以及重视过程控制为基本原则，提高了质量检测工作在钢结构质量控制中的应用程度，为钢网架结构的检测提供了良好的机会，有效的促进了大跨度钢网架结构施工质量监控水平的提高。

大跨度钢结构全过程施工监测及分析研究摘要：对于大跨度钢结构来说，因为其结构施工比较复杂，施工技术的繁琐，所以在施工时期出现的问题的概率同其他结构相比较低，基于此，本文论述了大跨度钢结构全过程施工监测的相关技术。

关键词：大跨度钢结构；全过程；施工监测引言钢结构厂房是在工业发展推动下，为了满足现代生产以及生活的需求，提高厂房结构的抗震性以及防噪音性能、环保性隔热保暖性能等各种性能特征，在工业厂房建筑中推广应用并迅速发展的一种结构形式，钢结构厂房在施工建设中不仅速度比较快、建筑形式灵活，具有较高的抗震与环保性能，并且在实际工业厂房施工建设中非常受欢迎。

尤其是近年来，随着我国建筑行业的不断发展进步，钢结构形式在建筑施工与工业厂房中的应用也越来越广泛，对于我国社会经济的发展增长以及人们生活水平的提高改善等，都有着积极的作用和意义。

1、大跨度复杂空间钢结构特点1.1、大跨度钢结构形式多样化和复杂化发展目前，我国的大跨度钢结构形式已经突破了传统单一形式，向着多样化、复杂化发展，出现了很多新的钢结构形式。

例如，2008年北京奥运会运动馆“鸟巢”在建设过程中，就使用了扭曲的空间桁架结构，比较复杂，而在羽毛球场馆的建设中使用大跨度的弦支弯顶结构。

1.2钢结构跨度、等级、厚度与空间结构复杂度保持一致随着我国国民经济的不断发展，对于建筑的功能需求也向着多样化发展。

目前大跨度复杂钢结构已经在我国得到了广泛的应用，跨度超过百米的建筑非常普遍，例如：我国的国家体育场——“鸟巢”钢结构跨度是296m。

大跨度复杂钢结构对于钢材的级别和强度都提出了更高的要求，使用高强度厚钢板进行施工，以保证施工质量，有的钢板厚厚度超过100mm，例如：Q420C、Q390C、Q46QE 等。

1.3、普遍使用预应力技术预应力技术是我国建筑行业的一项新技术，在我国工程施工中得到了广泛的应用，且出现了一系列新的结构形式，例如：索穹顶结构、张拉整体结构以及索膜结构等。

钢结构行业的建筑结构健康监测随着建筑领域的发展和技术的逐步进步，钢结构行业在现代建筑中起到了至关重要的作用。

然而，由于建筑结构的长期使用以及各种自然和人为因素的影响，建筑结构的健康状况随时会面临潜在的威胁。

因此，对钢结构行业的建筑结构进行健康监测显得尤为重要。

一、健康监测的意义钢结构建筑在设计和施工过程中的合理性直接关系到其使用寿命和安全性。

只有有效地进行建筑结构健康监测，才能保障建筑的稳定性和耐久性，及时发现潜在问题并采取相应措施加以修复。

在维护和保养方面，健康监测可以节约维护成本，提高维修效率。

二、常见的建筑结构健康监测技术1. 超声波检测技术：利用超声波检测设备对钢结构进行检测，可以快速准确地测量构件的厚度和腐蚀程度，发现隐蔽的缺陷。

2. 应力监测技术：通过应变片、应变计等装置监测结构的变形和应力分布情况，实时了解结构的受力情况，及时发现应力超过设计范围的地方。

3. 震动监测技术：通过安装加速度计和振动传感器等设备，实时检测结构的振动响应，判断结构的稳定性和抗震性能。

4. 红外线热像技术：运用红外相机对建筑结构表面的温度分布进行监测，识别热量分布异常，进而检测潜在的隐患。

5. 激光扫描技术：通过激光测距仪、摄像机等设备对建筑结构进行三维扫描，生成精确的三维模型，检测构件的变形和开裂情况。

三、建筑结构健康监测的流程1. 数据采集：利用各种监测技术设备对建筑结构进行监测，获取结构的物理参数和数据。

2. 数据传输与存储：将采集到的数据通过网络或存储介质传输至中央数据中心，并进行备份和存储。

3. 数据分析与处理：对传输过来的数据进行处理与分析，提取有用信息，发现结构中可能存在的问题。

4. 结果评估与报告生成：根据数据分析的结果，评估建筑结构的健康状况，并生成详细的监测报告。

5. 风险评估与维护方案：根据监测结果和报告，对结构的风险进行评估，并制定相应的维护计划和方案。

四、建筑结构健康监测的挑战与未来发展1. 监测设备的更新与升级：随着科技的进步，建筑结构健康监测设备也在不断更新与升级，带来更精确、更高效的监测手段。

基于无线传感器网络的大跨度钢结构建筑健康监测系统研究及应用3篇基于无线传感器网络的大跨度钢结构建筑健康监测系统研究及应用1随着工业化进程和城市化发展的加速，大跨度钢结构建筑的兴建数量越来越多，这类建筑的独特性和复杂性需要特别的维护和监测。

钢结构是一种重要的结构形式，其采用了钢材作为主体材料，搭建起一个个庞大的工程项目。

这些钢结构建筑往往被广泛应用于现代化斗区、机场、地铁站等。

与此同时，由于这类建筑的巨大规模，其日常的维修和保养工作也非常复杂。

因此，建立基于无线传感器网络的大跨度钢结构建筑健康监测系统已成为非常重要的任务。

无线传感器网络技术是目前最具有广泛应用前景的领域之一，其拥有无需人工干预、准确、远程监测和及时报警的特点，因此成为了维护大型钢结构建筑的有效工具。

该健康监测系统需要安装在大跨度钢结构建筑的有关部位，并合理布局多个传感器节点，节点之间通信协议采用传统的Wi-Fi、ZigBee无线通信技术。

传感器节点旨在测量不同位置的温度、气压、水位、风速等物理量，不断更新数据，并传输到中心化数据处理系统中。

由于管道阻力、节点位置同步等问题，基于重力的传感器节点选择将直接影响采集数据的准确性和可靠性。

因此，为了解决这种情况，一些先进的自动补偿器件需要安装在传感器节点上，以保证数据采集的准确性和可靠性。

大跨度钢结构建筑健康监测系统需要符合建筑规范和标准，同时也需要安装防盗、防雷、抗干扰等相关设备，以满足各种复杂环境条件。

在应用这种监测系统之前，工程师需要根据具体情况，仔细制定实施方案，合理设置传感器节点，以确保整个系统的顺利运转。

该系统具有不少优点，例如可准确判断钢结构建筑的安全状态，实时动态显示各种结构信息、更新本体健康状态、自动警报附近现有的危机等。

这将使管理人员可以更直观地掌握建筑的运行状况，及时采取相应的措施，保证运行的顺畅、安全和可靠。

总之，基于无线传感器网络的大跨度钢结构建筑健康监测系统是一项颇具实用价值和前瞻性的研究和应用，其在未来将会继续得到发展和运用，以更好地保障钢结构建筑的安全、稳定运行无线传感器网络技术的应用已经给大跨度钢结构建筑健康监测带来了很大的改变。

大跨度钢结构全过程施工监测及分析研究摘要：近年来，大跨度钢结构在建筑领域中的应用越来越广泛，同时，大跨度钢结构的建造过程中也存在着巨大的风险和挑战，如何保证施工的安全和质量十分重要。

本文针对大跨度钢结构全过程施工监测及分析研究进行探讨与总结。

关键词：大跨度钢结构；施工全过程；检测技术前言相较于传统的混凝土建筑，钢结构建筑不仅造型美观、施工速度快，而且还具有较高的强度和稳定性，因此备受青睐。

然而，由于大跨度钢结构建筑往往具有较高的建筑高度和较大的自重，建筑过程中施工安全问题和结构变形问题极易出现，因此需要进行全过程施工监测和分析，以确保建筑施工的安全性、稳定性和质量。

一、大跨度钢结构全过程施工监测技术分析（一）监测技术发展历程大跨度钢结构建筑的监测技术发展历程可以追溯到20世纪80年代。

当时，钢结构建筑的建造和施工过程还处于初始阶段，技术设备水平也不够先进，因此监测技术也相对简单。

大多数监测工作仅限于对静态荷载进行简单的测量和分析。

随着施工技术的不断提高和结构复杂度的增加，大跨度钢结构的监测工作也逐渐进入到全过程监测阶段。

目前，大跨度钢结构建筑全过程监测技术已经比较成熟，监测的范围与内容也较为广泛。

（二）大跨度钢结构全过程施工监测技术分类大跨度钢结构全过程施工监测技术主要包括结构监测、环境监测、设备监测和人员监测等方面。

具体来说，监测技术可以分为结构监测技术，包括静态荷载监测、动态荷载监测、变形监测和应力监测等。

其中，变形监测是最为重要的监测内容之一，它可以通过全站仪或者激光扫描仪等设备进行实时监测。

环境监测技术，主要针对气象、温度、湿度、风速和风向等监测。

环境监测可以帮助预测气象变化对钢结构建筑的影响，并为钢结构建筑的施工提供更加准确的数据。

设备监测技术，包括吊装设备和施工设备的监测。

其中，吊装设备的监测是关键的一环，它可以通过经验公式、模型计算和传感器监测等手段进行精确监测。

人员监测技术，主要针对施工现场的安全监测和劳动保护。

大跨度钢结构全过程施工监测及分析研究3篇大跨度钢结构全过程施工监测及分析研究1随着现代工程技术的快速发展，大跨度钢结构在建筑领域里发挥了重要作用。

因其自身具有优异的性能和广泛的适用范围，大跨度钢结构已成为如桥梁、体育场馆、空间结构等许多项目的首选解决方案。

这种结构的建造过程也需要高度的技术与经验, 尤其需要重视施工监测, 才能保证工程品质和安全。

本文将围绕“大跨度钢结构全过程施工监测及分析研究”这一主题来探讨这个问题。

一、大跨度钢结构施工监测的必要性在大跨度钢结构建设过程中，施工监测是一个至关重要的部分，它可以保证钢结构的质量和安全, 并提供目标地实施建筑结构控制和监测。

同时，通过对施工过程中的数据监测和分析,可以及时了解施工中可能遇到的问题并采取调整措施, 以便在施工过程中更加有效地预防事故的发生。

二、大跨度钢结构施工中的监测内容分析大跨度钢结构的施工监测需要针对其具体部分进行不同种类的监测。

以下是根据施工要求，大致整理的具体内容：1. 监测大跨度钢结构的变形及振动情况;2. 监测大跨度钢结构横向、纵向的水平和垂直位移;3. 监测大跨度钢结构的支撑结构变形和支撑状况;4. 监测施工现场环境的噪声和地震有关振动;5. 检测施工过程中的温度及湿度;三、大跨度钢结构施工过程中的监测方法大跨度钢结构施工过程中的监测方法，应根据不同的探测需求来选拔最具实效性的技术手段,以保障准确监测数据的得出。

以下是一些普遍采用的监测方法：1. 测量传感器和数据采集;2. 现场测绘和在线控制;3. 非接触式测量方法，如激光测距；4. 压力、应变、微动和其他传感器的应用。

这些监测方法在施工控制中的角色,加强了数据分析的实用性和工作效率，有利于准确监测钢结构的合理性并及时发现后续施工中潜在的危险因素。

四、大跨度钢结构施工监测的数据分析大跨度钢结构施工监测的数据分析是构筑物监测的核心，其目的是用于明确结构施工的当前状态、提供参考依据，以指导施工方案的制定及调整。

城市工程180产 城大跨度钢结构工程的施工监测陈江林乌海职业技术学院，内蒙古乌016000摘要：随着我国建筑行业的发展，建筑本身的内涵从建筑功能性为主逐渐转变过渡为体现建筑师的理念和创意。

随着奥运会和世博会的召开，大量地标性的建筑都运用了大跨度钢结构，除了实现基本的建筑功能，更多时候也体现着相关的建筑工艺水平和建筑结构上的创新。

由于其结构多样性和工艺复杂性，其施工过程的力学监测进来受到广泛关注。

关键词：钢结构；施工；施工监测随着钢结构工程中的大跨度结构被越来越多的运用，这给结构施工过程带来了一定的挑战。

人们发现，一般设计理论以及不适用于这些大型结构，传统的施工方法也不再满足施工建设功能需求，甚至会对这些复杂钢结构造成不可忽视的影响，因此对施工过程进行力学分析的重要性愈加突出。

大型钢结构的施工是一个复杂的系统工程，其涉及到构件和结构的吊装、平移、提升、卸载等不同过程。

而施工中结构件的约束、荷载、简化力学模型与使用阶段的设计荷载力学模型有很大区别，且施工过程中受力复杂，结构受到诸多不理想因素的影响，如吊装过程中由于吊点设置不合理安装就位时结构杆件内力突变、牵引滑移动作不同步导致结构滑移失去同进而结构偏离、临时结构卸载过程中千斤顶不同步降低，导致整体结构非均匀变形等。

这些都可能使得钢结构或临时结构在动荷载作用下发生振动，这将引起结构杆件的内力改变，进而有可能由此使结构构件损伤，甚至会产生内力分布不均，引发部分杆件内力突变或由于荷载过大而倒塌。

这一类偶然事故很难通过事先计算得到。

因此需要对大跨度钢结构工程在施工过程中需要对一些关键部位进行监测，具体包括应力、位移，主要监测项目是在施工过程中的突变，这样的跟踪监测能便于判断各弓箭施工过程的受力大小和整体的工作状态，为施工的各个过程提供可靠的数据支持，以随时控制结构施工过程中的变形过大、损坏、局部出现塑性区的发生，以方便工程技术人员及时采取有效措施修复、消除安全隐患，保障结构在正常使用条件下符合建筑及使用要求。

大跨桥梁安全监测的技术方法分析随着经济的发展和国家建设的推进，越来越多的大跨度桥梁得到建设和投入使用。

尽管这些大跨度桥梁在一定程度上解决了交通和物流问题，但是在长期的使用和风吹日晒下，桥梁可能会出现各种安全问题，影响到人民生命财产的安全。

因此，大跨桥梁的安全监测至关重要。

本文将会通过分析和总结目前常用的技术方法，来探讨大跨桥梁的安全监测。

1. 桥梁结构健康监测桥梁结构健康监测一直以来都是桥梁安全监测中最基本和最重要的部分。

结构健康监测主要通过对桥梁结构进行分析、测试、检测和计算，以确定桥梁结构的健康状况。

随着科技的发展，桥梁结构健康监测也得到了很大的发展，目前常用的技术方法有：1.1 振动监测技术振动监测技术是一种通过传感器测量桥梁结构振动的一种方式，通常结合信号处理来进行分析和判断。

振动监测技术可用于对桥梁的动态特性进行测试，并分析和评估桥梁是否出现了疲劳裂缝、减固、裂缝扩展以及其它加强需要等问题。

目前振动监测技术常用的方法有加速度、速度和位移等测量技术，采用这些测量技术可以精确地测量桥梁结构的振动状态，并对结构的健康状态进行分析和判断。

1.2 声波检测技术声波检测技术是一种无损检测技术，它通过在桥梁表面受力的地方传输声波，以检测桥梁的健康和瑕疵。

当声波穿过桥梁结构时，它会受到压力、反射和散射等影响，因此可以通过接收到的声波信号来分析桥梁结构的健康情况。

当前最常用的声波检测技术是谱分析技术，这种技术可以将接收到的信号转换成频率和振幅的变化曲线，从而识别出桥梁结构中存在的任何异常。

1.3 光纤传感技术光纤传感技术是一种基于光学原理的传感技术，它可通过在桥梁中安装光纤传感器，来实时监测桥梁的变形情况。

该技术的优势在于可以对桥梁结构进行长期的实时监测，并能够提供高分辨率的数据。

目前，该技术已经得到广泛应用，并且在桥梁结构健康监测中被广泛使用。

2. 利用无人机进行桥梁监测利用无人机进行桥梁监测是一种新兴的技术，它利用无人机的高空视角和机载设备来对桥梁进行全面、精准和高效的监测。

d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2023.03.024大跨度钢结构健康监测数据研究徐明春(诸城市化工产业服务中心,诸城262200)摘 要: 针对某大跨度钢结构人流量大㊁安全级别较高而引起的对其安全性和可靠性关注,通过对结构建模,找出关键构件并在上面安装振弦式应力应变计和水平位移计,并在部分柱脚安装沉降位移计㊂通过传感器数据对关键受力结点的应力应变和屋面结点的位移进行结构健康监测,评估该结构是否存在安全隐患,为其安全运营提供依据㊂关键词: 大跨度空间结构; 结构健康检测; 损伤识别; B I M 技术: 应力监测S t u d y o nH e a l t h M o n i t o r i n g D a t a o fL o n g S pa nS t e e l S t r u c t u r e X U M i n g-c h u n (Z h u c h e n g C h e m i c a l I n d u s t r y S e r v i c eC e n t e r ,Z h u c h e n g 262200,C h i n a )A b s t r a c t : A i m i n g a t t h e s a f e t y a n d r e l i a b i l i t y c o n c e r n s o f a l a r g e -s p a n s t e e l s t r u c t u r ew i t hh i g h t r a f f i c f l o wa n dh i g h s a f e t y l e v e l ,t h r o u g h m o d e l i n g t h es t r u c t u r e ,t h i s p a p e rf o u n do u tt h ek e y c o m p o n e n t sa n di n s t a l l e dv i b r a t i n g w i r e s t r e s s -s t r a i n g a u g e s a n dh o r i z o n t a l d i s p l a c e m e n t g a u g e s o n t h e m ,a n d i n s t a l l e d s e t t l e m e n t d i s p l a c e m e n tm e t e r s a t s o m e o f t h e c o l u m n f e e t .T h r o u g hs e n s o rd a t a ,t h e s t r e s sa n ds t r a i no fk e y s t r e s s j o i n t sa n dt h ed i s p l a c e m e n t o f r o o f j o i n t s w e r em o n i t o r e d f o r s t r u c t u r a l h e a l t h ,s o a s t o e v a l u a t ew h e t h e r t h e s t r u c t u r e h a s s a f e t y r i s k s a n d p r o v i d e a b a s i s f o r i t s s a f e o p e r a t i o n .K e y w o r d s : l a r g e -s p a n s p a c e s t r u c t u r e ; s t r u c t u r a l h e a l t hm o n i t o r i n g ; d a m a g e i d e n t i f i c a t i o n ; B I Mt e c h n o l o g y ; s t r e s sm o n i t o r i n g收稿日期:2023-02-14.作者简介:徐明春(1977-),硕士,高级工程师.E -m a i l :x u m i n gc h u n @163.c o m 大跨度空间结构建筑能代表一个国家的建筑水平,具有极高的社会意义与价值㊂这些大跨度㊁复杂的空间结构往往超出一般建筑标准的范围,不能按照传统的规格设计和建造,需要单独进行试验论证分析其可行性㊂虽然在正式开始建造之前进行了大量的模型试验和计算分析,但由于偶然发生的环境灾害和结构在长期使用中将面临的疲劳效应㊁腐蚀效应和材料老化,构件将受到破坏,性能将降低,从而导致潜在的安全隐患㊂信息技术的发展为传统的大跨度空间结构健康监测带来了深刻变革㊂依托快速发展的信息技术,结构健康监测系统能够通过大数据处理技术及时识别结构的安全隐患,预测结构的性能变化,减少工程事故的发生以及由此造成的生命财产的损失㊂在这样的时代背景下,大跨度空间结构的结构健康检测系统的开发以及监测数据分析处理技术在土木工程方面的应用也得到了快速的发展㊂目前,国内外新建或正在服役的大型桥梁㊁大跨度空间钢结构均增设了结构健康监测系统[1]㊂例如美国的S u n s h i n e S k y w a y B r i d g e 斜拉桥㊁中国香港的青马大桥㊁内地的苏通大桥等大型桥梁都安装了上百个加速度传感器和应变计,其中一些监测系统还配备了高精度的G P S 位移监测系统[1];国内的广州新电视塔㊁青岛胶东国际机场航站楼㊁深圳大运会体育场等大跨度空间钢结构也都安装了几十个加速度传感器和应变计用于长期的结构健康监测㊂结构健康监测是在对结构正常使用不造成影响的前提下,基于现场的无损伤传感技术,通过对结构进行数据采集并进行系统性的分析,对结构的损伤㊁退化进行诊断,对损伤敏感指标进行提取,以确定当前结构的健康状态,并对结构的承载力㊁可靠性㊁耐久性还有周边环境的变化进行综合评估,为结构在突发情况下或结建材世界 2023年 第44卷 第3期构状态异常时发出预警,以及为结构的维护㊁养护与管理决策提供指导和依据[2]㊂1 工程概况某场馆共有T 1㊁T 2㊁T 3三个场馆,其中T 1和T 2两个场馆为大跨度钢桁架结构,T 1馆长170m ㊁宽50m (图1),T 2馆长270m ㊁宽50m㊂该工程基础采用柱下桩基础,下部为混凝土柱,上部为钢桁架结构㊂桁架受力件均采用Q 355B 圆钢管,桁架间连接采用Q 335-B 方钢管连接,钢管间采用焊接连接㊂该结构健康检测系统的采集部分主要由振弦式应力应变传感器来获取结构关键杆件的应力应变信息;由位移传感器来得到结构的沉降及屋面各关键结点的水平位移信息㊂振弦式应力应变计与位移传感器均采用铜线双绞线为监测数字信号的传输介质㊂2 前期准备工作对于大跨度空间结构的结构健康监测,首先基于结构的设计使用M i d a sG e n 以及3D 3S 软件建立力学分析模型,输入设计荷载进行计算,分析结构在承载力极限状态下杆件的受力情况㊁端点位移㊁杆件挠曲线和振型频率等参数㊂将两个软件的分析结果进行对比,结果大致吻合后予以采纳,并以此为依据确定最佳测点布置方案[3]㊂由于此结构在监测传感器安装时已经处于接近完工的状态,需要确定结构在承受荷载前的初始状态㊂借助结构力学基本假定,采用叠加法进行结构受力分析[4],逐项减去施加在当前结构上的荷载,获得结构在承受荷载前的初始状态㊂3 结构健康监测系统的组成结构健康监测的目的是针对工程结构长期服役安全的要求,建立一种最少人工干预的状态监测㊁特征识别和状态评估的自动化系统,为结构的管理和养护提供决策支撑㊂一套完整的结构健康监测系统通常包括五个部分:传感器子系统㊁数据采集子系统㊁数据传输子系统㊁数据存储与管理子系统㊁结构预警与评估子系统[5,6]㊂3.1 传感器子系统传感器子系统主要由能够感测环境与荷载作用㊁结构响应㊁结构几何变形㊁结构耐久性这四类物理量的传感元件组成,依据结构力学原理进行优化布置,实现对结构整体和局部性能的全面感知[6]㊂3.2 数据采集子系统数据采集子系统包括硬件采集设备和软件模块,以实时㊁定时㊁触发或混合的模式采集各个待感测物理量,其需要对各种类型传感器信号进行同时控制㊁同步采集和高速解调,实现监测数据的高质量获取㊂3.3 数据传输子系统数据传输子系统包括传输线缆㊁交换机㊁信号收发器和放大器等,以总线型㊁环型㊁星型㊁树型或混合型结构进行组网,通过有线或无线的方式将采集的数据传输到数据存储与管理子系统㊂3.4 数据存储与管理子系统数据存储与管理子系统由中心数据库㊁数据管理软件及硬件等组成,提供监测数据和结构自身信息的存储㊁查询㊁调用和简单的统计分析功能,也可以通过人工智能算法进行缺失数据的填补和对明显异常数据的剔除等工作㊂建材世界 2023年 第44卷 第3期3.5 结构预警与评估子系统结构预警与评估子系统主要由高性能计算机和专业分析软件组成,其功能是对预处理过的数据进行力学分析,包括模型修正㊁模态识别㊁损伤诊断㊁状态评估㊁寿命预测㊁维护决策等㊂4 监测目的1)有效监测结构运营使用阶段结构的变形状态㊁关节部位和关节构件的受力和安全状态,实现对重要构件应力超限的预警㊂2)及时发现结构响应的异常㊁结构损伤或退化,确保结构运营安全㊂3)可以在台风㊁地震及其他灾难性事件后及时获取关键构件的状态,实现有效的安全评估㊂5 监测结果1)结构的部分应力监测结果见表1㊂根据振弦式应力应变计量测的结构应变值乘以钢材的弹性模量即为结构的应力㊂从整体监测的应力数据分析整个结构的应力状态的受力范围在ʃ30~ʃ150之间,杆件受力均小于钢材设计强度㊂2)结构的部分位移监测数据见图2~图4㊂根据近半年的沉降监测数据可以得出该结构的沉降已基本处于稳定状态,由X ㊁Y 方向位移监测结果可以看出,此结构运营期间屋面结构未发生明显位移,即结构在运营期间结构构件未发生明显变形㊂表1 应力监测结果机箱通道应力/M P a 是否超限1号静态1107.1371否静态2118.7527否静态3104.2208否静态493.9714否静态5-88.965否静态690.6094否静态763.5505否静态894.6619否 6 结构损伤识别与预警结构损伤识别是指对结构进行检测和评估,判断结构是否存在损伤,确定结构损伤的部位和程度以及结构目前的健康状况㊁使用功能和结构损伤随时间的变化趋势㊂在结构局部或整体损伤到达一定阈值时,触发警报进行预警,通知维护人员开展进一步的检测㊁维修㊁维护工作,使结构重新回到安全的工作状态㊂杨秀龙等[7]提出使用小波分析方法对动力荷载作用下结构损伤位置进行识别;殷栎淮等[8]提出基于智能钢筋网络的结构健康检测,可以识别混凝土中的裂缝位置从而进一步确定结构的具体损伤位置㊂在此项目中,由于钢结构设计的冗余较高,具有较高的强度储备空间,故采用较为简单的识别方式,将其设置为构件最大应力达到构件屈服强度80%时即开始预警,在构件最大应力达到构件屈服强度95%时认定为构件出现损伤㊂根据近半年来的监测数据可以看出,该结构健康状态良好,在监测的关键构件位置并未出现结构损伤㊂7可视化处理将前期准备工作中建立的M i d a sG e n与3D3S模型导出到B I M软件中建立结构的B I M模型,可以将监测数据对应绑定到安装了传感器的构件上㊂当监测数据出现异常,构件应力发出预警时,可以直接在B I M 模型中标识出来,方便管理人员对其进行定位㊂8结语根据前期构件应力监测数据,该结构的钢结构杆件的应力水平处于受控状态,即结构主要受力构件的应力水平远远小于结构材料的极限应力;根据结构结点沉降位移和水平位移监测数据,该结构未发现明显位移,处于安全可控状态㊂综上所述,该结构的各项指标正常,处于安全可靠状态㊂参考文献[1]张启伟.大型桥梁健康监测概念与监测系统设计[J].同济大学学报(自然科学版),2001(1):65-69.[2] A l e s s a n d r oP e g o r e t t i.S t r u c t u r a lH e a l t h M o n i t o r i n g[M].W a r r e n d a l e,P e n n s y l v a n i a:S A EI n t e r n a t i o n a l,2018.[3]刘斌.大跨度空间网格结构健康监测中传感器优化布置方法研究[D].青岛:青岛理工大学,2018.[4]刘峰.青岛胶东国际机场健康监测系统设计与数据缺失修复数值模拟计算分析[D].青岛:青岛理工大学,2019.[5]李宏男,李东升.土木工程结构安全性评估㊁健康监测及诊断述评[J].地震工程与工程振动,2002(3):82-90.[6]Y iT i n g h u a,L i H o n g n a n,Z h a n g X u d o n g.S e n s o rP l a c e m e n to n C a n t o n T o w e rf o r H e a l t h M o n i t o r i n g U s i n g A s y n-c h r o n o u s-c l i m b M o n k e y A l g o r i t h m[J].S m a r tM a t e r i a l s a n dS t r u c t u r e s,2012,21(12):1-12.[7]杨秀龙,高永刚,展广治,等.小波分析在桥梁健康检测中的应用研究[J].低温建筑技术,2014,36(11):67-69.[8]殷栎淮,吴凡.基于智能钢筋网络的结构健康监测[J].低温建筑技术,2017,39(3):22-25.(上接第78页)力作用下,当喷射角度增大时,管片中部位置处均会形成一个较为稳定且连续的应力集中区,并随着喷射角度增加而逐渐减小;此外还发现,当喷射方向与井壁平行或垂直时,管片中部都不会出现喷涌现象㊂然而,若喷射方向与井壁呈一定夹角时,则可能会出现喷涌现象㊂6总结与展望通过对富水层段的研究分析,提出了一些新的技术措施和建议㊂在富水地层中采用 掘进-支护-注浆加固 联合施工方法可以有效地防止涌砂问题发生并提高隧道安全性;同时也可避免因喷涌引起的地面沉降等不良后果㊂但是论文仅针对某一段富水砂岩地层进行了工程应用实践,其防控效果还有待进一步验证㊂参考文献[1]刘琦.富水砂层地铁施工的土压平衡式盾构机喷涌控制技术[J].中国设备工程,2019(8):174-176.[2]李昌.富水砂层地铁施工中的土压平衡式盾构机喷涌控制技术[J].建筑技术开发,2018,45(22):28-29.[3]朱海军,周明洋.富水砂层地铁施工中的土压平衡式盾构机喷涌控制技术[J].建筑施工,2018,40(1):100-102.[4]宁小平.富水地层土压平衡盾构防喷涌施工技术[J].福建建材,2016(4):85-88.[5]鲁凤,庞培彦.浅谈土压平衡盾构机防喷涌的方法[J].城市建设理论研究(电子版),2018(8):120-121.。

大跨度钢结构全过程施工监测及分析研究摘要：随着近年来大型城市综合体、大型工业厂房的出现，大型工业厂房、综合体裙房部位通常设计成大型商场、电影院、会议中心或者宴会厅等。

为了满足裙房结构大空间，采用大跨度钢桁架结构作为主要受力构件。

纵观当前大跨度钢结构施工在建筑工程中的发展现状，大跨度钢结构施工技术的实践应用结果整体比较理想，大跨度钢结构施工进一步优化了建筑结构，提高了钢结构的外观形象与稳定性能。

为提高施工监测精度，本文针对大跨度钢结构全过程施工监测及分析进行研究，以期为施工管理提供更可靠的数据依据。

关键词：大跨度；钢结构；监测引言相比常规的建筑结构，大跨度钢结构的施工规模庞大、工序复杂、施工方法和技术种类繁多，因此，在工程建设中，大跨度钢结构发生危险事故的几率要远高于其他结构施工发生危险事故的几率。

因此，在必要的施工过程中，采取有效的措施，进行全过程施工的监测，进而为施工过程提供全面的安全保障。

1大跨度钢结构的特征（1）现阶段大跨度钢结构形式越发多元化，出现了越来越多更具新颖性的结构形式，无论是在创新性还是复杂程度方面都有了诸多突破。

比较具有代表性的结构形式主要包括索膜结构、张拉整体结构、索穹顶等。

在实际安装过程中，杂交结构体系成功改变了传统结构的受力状态，同时降低了结构内力峰值，有效提升了经济效果和安全系数。

（2）钢结构的跨度范畴逐步拓宽。

就短向跨度来说，高度大于百米的建筑物数量与日俱增。

在跨度愈来愈大的形势下，我国建筑超限专家评审委员会针对性制定了大跨度构件超限评审的新规则。

（3）大跨度钢结构质量要求越来越高。

由于要达到高标准的要求和规范，构件的加工精度要相应提高。

此外，由于现在很多焊接条件都是一级规范，在较大程度上增加了施工难度。

（4）大跨度钢结构设计与施工难度越来越大。

大跨度钢结构工程中需要数以万计的构件，小型工程需要大概几万个构件，大型工程则需要几十万个构件，这些构件形式各不相同，如长度、尺寸、形状等。

大跨度钢结构安全检测分析摘要：现阶段，大跨度钢结构开始广泛适用于各种领域。

大跨度钢结构具有质量轻、塑性韧性较好、可回收、节约资源等优点，而且设计样式丰富，美观性好，在城市规划中有着重要地位。

但是大跨度钢结构工程施工方案一般更为复杂，施工要求更高，面临着钢结构安装的安全性问题。

基于此，本文就大跨度钢结构安全检测进行简要分析。

关键词：大跨度；钢结构；安全检测；现阶段，将大跨度钢结构引入到建设项目中，既是我国推行“绿色建造”的需要，又是顺应了社会发展的需要。

在我国，这种新型钢混体系的推广和使用，对于推动我国建设事业的迅速发展，保障我国建设项目的高品质和高空间大跨度的建设需求具有重要意义。

同时，伴随着我国新一代建筑产业化进程的加快和钢铁构件的逐步普及，我国大跨度钢构件的损伤测试技术正面对着新形势、新需求和新挑战。

在新的情况下，现有的方法已很难适应对钢材损伤的要求。

相控阵超声波探伤是一项新兴的非破坏性探伤技术，在压力容器、石化、核电、铁路等领域有着广阔的发展前景。

相对于常规的非破坏性探伤，相控阵超声波探伤具有可视化，可记录，高精度，高效率，大范围扫描等特点。

将相控阵声波探测技术引入到钢结构检测中，不但可以从整体上提高焊接接头的无损探测的质量，而且符合我国工程建设产业化的发展趋势，是未来大跨度钢结构建筑无损检测行业的发展方向，具有广阔的应用前景。

1 大跨度钢结构安全检测的重要性现今钢结构工程已经在建筑行业中有着重要地位，随着大跨度钢结构施工项目不断增加，人们开始重视大跨度钢结构的质量安全管理控制。

大跨度钢结构工程质量问题是非常复杂的，影响工程质量问题的因素十分繁杂，而且造成的质量问题也是多种多样。

在建设过程中构件安装不精确、焊接不当、操作不规范、检测不严格等问题，都可能会给钢结构工程带来隐患，导致结构损坏，对施工单位和社会产生不良影响。

由此可见，在大跨度钢结构检测过程中出现的任何质量问题都不容忽视，必须认真检查，严格控制在正常范围内。