济南顺捷：复杂大跨空间钢结构施工监测-凯发娱发com

复杂大跨空间钢结构的施工监测计划应紧密结合施工方案制定。大跨空间钢结构施工过程存在多个与最终受力模式不同的状态，包括分区吊装或顶升、滑移施工、分区非同步或整体卸载过程等。在达到最终受力状况之前，结构可能由于施工质量或受力不当导致发生整体倾覆、垮塌或局部破坏。在这一点上，大跨空间钢结构的施工控制类似于桥梁。因此，在明确施工方案后，施工监测应针对各施工步中结构的关键部位及控制指标进行部署，同时重点关注施工过程中可能存在的施工质量问题。

复杂大跨空间钢结构的各种施工方法与其对应的监测指标。其中，主要施工方法包括吊装或顶升、滑移施工、拼装与嵌补、高空原位拼装及整体卸载等。在吊装或顶升、提升过程中，主要对关键构件的静态应力-应变指标进行监测，关键构件包括内力及应力较大的杆件，以及对结构安全状态起重要作用的杆件；滑移施工由于存在结构的移动接触问题[7]，除了静态的应力-应变指标，还应对动应变以及速度、加速度等动力参数进行监测；在分块提升或分块滑移到位后，往往通过高空散装嵌补的方式完成拼装，拼装过程可能存在焊接质量问题，以及经过异常受力或野蛮施工导致的杆件弯曲变形问题；除了吊装、顶升、提升或滑移等非原位拼装方法，大跨空间结构也可通过杆件高空原位拼装，拼装施工过程中同样应针对焊接质量、杆件变形等进行监控；整体卸载是大跨空间结构施工中最容易发生安全性事故的过程，卸载过程应按照卸载步对静态应力-应变、杆件变形、控制点挠度等指标进行实时监测，在确保上一步卸载的监测数据满足施工方案要求之后，再进行下一步卸载。最后，各个施工方法中均应对施工进度和施工环境予以纪录，并将其作为施工监测的参考依据。

根据监测指标与监测环境的不同，要针对性地选择监测设备或手段。目前，现场应力-应变监测中一般采用振弦式应变计。虽然结构试验中电阻应变片的使用较为常见，但由于电阻应变片存在漂零现象，在长时间监测中稳定性较差。光纤光栅传感器也曾被用于钢结构施工监测，由于施工现场环境复杂、工序交叉，信号传输光纤容易受损破坏导致设备失效，目前也较少使用。在应力-应变监测中，静态应力-应变与动态应力-应变的采集设备一般不同，在监测时应分别予以安装、布置。结构的动力参数可利用加速度或速度传感器进行测量，使用动态采集设备进行采集。焊接质量的主要检查工作由施工单位自检与复检完成，施工监测中仅对重点部位的焊接外观进行抽查。结构位移与变形监测一般通过全站仪与棱镜的组成装置进行。除了上述对常见监测指标与监测手段，对于特殊形式的大跨空间结构，应结合受力特征对其关键受力构件予以监测，如应张弦结构的拉索索力等。

随着激光三维扫描、机器视觉等技术的发展，新型监测技术为大跨空间钢结构的施工监测提供了新的手段。激光三维扫描可获取结构的三维表面点云模型，经过点云抽稀、降噪等后期处理[11](如图2所示)，可与钢结构深化设计表面模型进行模型匹配与变形对比，获取结构的变形云图,也可对卸载前后的点云模型进行模型匹配，获取卸载前后结构的挠度值。多视角几何摄影测量与三维重建为三维模型的获取提供了新的渠道，其通过环绕结构拍摄的不同视角的多张照片，经过运动恢复结构(structure from motion，sfm)等步骤可得到结构的三维点云模型[12－14]。虽然经过多视角几何方法得到的三维点云模型相比三维激光扫描方法的精度较低，但由于该方法操作简单，可利用无人机平台拍摄以获取空中视角，并利用三维模型与二维图像之间的成像模型关系确定任意观察点的实际位置，因此在施工监测中具有较强的应用价值。

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