河南桥梁风荷载监测技术方案

 河南桥梁风荷载监测技术方案

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结构健康监测指的是针对工程结构的损伤识别及其特征化的策略和过程。结构损伤指的是结构材料参数及其几何特征的改变。结构健康监测过程涉及使用周期性采样的传感器阵列获取结构响应，损伤敏感指标的提取，损伤敏感指标的统计分析以确定当前结构健康状况等过程。 建立相应的健康监测系统对保证结构在施工过程以及运营期间的安全、适用具有重大作用: 1) 即时了解结构施工过程中的结构性状，实现对项目过程的有效控制; 2) 监测全寿命周期内的结构性状，发现荷载及结构响应的异常和结构损伤，确保结构的运营安全; 3) 预警极端灾害事件，评判灾害事件造成的损伤程度及部位，为业主进行灾害应急管理提供决策依据; 4) 为结构运营阶段的检查和维护方案提供信息和依据; 5) 实测获得的地震和结构动力响应将指导未来的高层建筑设计，也为高层建筑结构新技术的研究提供重要参考 。河南桥梁风荷载监测技术方案

通际在多年的技术服务实践中，形成了以房屋检测、结构测试、灾后检测、抗震鉴定为代表的“房屋检测”产业，以幕墙检测、基坑监测、振动测试、变形监测为代表的“结构监测”产业，以地基基础检测、见证取样、钢结构检测、环境检测为代表的“工程检测”产业，以房屋评估、损伤检测为代表的“评估鉴定”产业。四大产业互为促进，互为支撑，在延伸产业链的同时也为客户提供了一站式的便捷服务 。

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结构健康监测指的是针对工程结构的损伤识别及其特征化的策略和过程。结构损伤指的是结构材料参数及其几何特征的改变。结构健康监测过程涉及使用周期性采样的传感器阵列获取结构响应，损伤敏感指标的提取，损伤敏感指标的统计分析以确定当前结构健康状况等过程。 建立相应的健康监测系统对保证结构在施工过程以及运营期间的安全、适用具有重大作用: 1) 即时了解结构施工过程中的结构性状，实现对项目过程的有效控制; 2) 监测全寿命周期内的结构性状，发现荷载及结构响应的异常和结构损伤，确保结构的运营安全; 3) 预警极端灾害事件，评判灾害事件造成的损伤程度及部位，为业主进行灾害应急管理提供决策依据; 4) 为结构运营阶段的检查和维护方案提供信息和依据; 5) 实测获得的地震和结构动力响应将指导未来的高层建筑设计，也为高层建筑结构新技术的研究提供重要参考 。河南桥梁风荷载监测技术方案 在施工阶段，位移监测楼层施工完成时需对变形进行测量。在进行加强层施工时，变形数据观测间隔不应少于5天。结构封顶至所有上部荷载施加完毕，变形观测间隔不应少于1个月。 施工期间基本原则是不布线或尽量少布线。测试时根据需要采用独立监测系统，数据线直接接入测点旁的电脑中。一层测区一台电脑，一个楼层若有多个测点，可根据情况确定一台或多台电脑，数据线不跨越楼层。若采用监测系统，加速度仪设在子站所在楼层，布线通过数据线槽一并接入子站，然后统一传递到站。 GPS接收机和GPS参考站安装在安全和有保护装置的位置并进行避雷保护。GPS天线的位置应当仔细选择，避免由于电缆、障碍物等引起多路径影响。施工阶段，由于施工平台可能会屏蔽GPS信号，因此需对GPS流动站加装信号接收天线放大器，以保证接收数据的可靠性和准确性。GPS天线与数据采集系统之间是波特率为115200的光缆来进行传输。施工期间基本原则是不布线或尽量少布线。测试时根据需要采用独立监测系统，光缆直接接入测点旁的电脑中 。

结构健康监测--施工过程温度、湿度及气压监测： 对于高建筑结构，由于日照变化、季节变化、空调因素等将可能使某些构件产生很大的温度应力，为了准确的把握结构构件的温度变化以及由此产生的结构内力效应，需要在构件上布置温度传感器观测塔楼环境的温度变化，包括日温度变化和季节温度变化。温度计的设置及数量应能够反映塔楼高度方向和塔楼周边的温度主要分布情况。 1.1 测点布置。 温湿压一体变送器需要按照考虑季节温差、日照温差、应变补偿等原则进行布设。拟采取测点布置原则如下： 1) 沿建筑物立面高度第14、36、56、87、118层设置温度、湿度及气压测量区。共计5个测量层，用以测量不同建筑高度的温度变化。 2) 建筑物各立面分别设置温度、湿度及气压测量点，用以测量不同日照情况下的温度、湿度及气压变化。巨柱的室内与室外表面分别各布置一个温度、湿度及气压测点，用于测量巨柱的温度变化。核心筒中部布置一个温度、湿度及气压测点，用于测量核心筒的温度、湿度及气压变化。 3) 综上，共需布置温度、湿度及气压测量点104个。 1.2 监测时间和监测频率。 某温度、湿度及气压测量层施工完毕后，即开始针对该层温度、湿度及气压测点进行不间断的温度、湿度及气压测量，测量频率定为5天/次。 1.3 监测系统布置. 温度、湿度及气压测量系统为传感器—子站—站的数据传输形式。共设置5个温度测量层，分别为第14层、第36层，第56层，第87层以及第118层。温、湿度及气压传感器的信号类型为直接电压输出，其有效传输距离可达1000m，因此，可以直接接入数据采集卡。其信号传输介质为普通单芯屏蔽电缆 。

高层建筑自振频率低，即自振周期长，通过利用高灵敏度的传感器、放大器及记录设备，借助于随机信号数据处理的技术，量测环境激励(风荷载)结构物的响应，并分析确定结构物的动力特性。 对XX中心这样的高层建筑结构，其在动力荷载作用下的振动加速度峰值分布呈现上大下小的趋势，考虑舒适性监测要求，加速度测点将布置在结构的中上部。以结构参数识别为目的的加速度传感器布置原则为：依据对结构特性影响*的振型布设，尽量布设在振型峰值点，避开节点，基于传感器*布设理论选择测点。 因为高层建筑结构的*振型的极值点正是结构的顶部，因此，以结构舒适度为目的的布点原则和以结构参数识别为目的的布点原则可以统一到以结构参数识别为目的的布点原则。基于传感器*布设理论，为了反应主塔楼在施工阶段与运营阶段不同状态下结构的X向平动、Y向平动、扭转的周期、振型及阻尼比，主塔楼上的加速度传感器布置在10个加强层上，每层布置4个测点。 为了使每个楼层位置测量得到的结构振动加速度能够真正代表楼层的振动，将传感器的测点选择在结构楼层平面的中心点。在该位置点，沿结构两个正交方向的振动主轴布置两个QZ2013 型力平衡加速度计，体的加速度传感器数量为40个 。Kbdc2ql88

本项目采用1+2型GPS 监测方案，即一个固定站(基站)和二个移动站。当结构施工到相应监测楼层时，在结构刚度中心及角部各布置两个移动站，用来测试结构的整体水平位移。由于结构的运动除了两个方向的水平平动外还可能有绕中心的扭转，根据两个测点的测试结果可以计算出结构的扭转相应。 固定站的安装标准要求很高，需要选择距离移动站600m之内一个开阔场地采用挖坑深埋方式布设固定站，作为移动站的差分参考。如果工地现场的条件不够，可以考虑直接采用当地政府的大地监测网络基准站，通常他们具有更高的安装精度，一般数据的获得需要付费。 移动站安装在结构上之后，结构一直在振动，因此，移动站的零点选择也是比较困难的。零点的可以采用如下步骤实现：振动位移可以通过加速度计和激光位移计，通过振动台给出不同频率和振幅的振动，然后由测到的GPS振动位移与加速度计和激光位移计测到的振动位移相比，从而验证GPS测定振动位移的精度。用同样的方法，通过激光位移计测到的平动位移(平均位移)验证GPS的平均位移精度。 由于本结构高，建筑地面的 GPS 参考站信号会被周围建筑阻挡;因此本项目拟在塔楼开阔场地不动点处布置1个GPS参考站，其与2个GPS流动站组成一个完备的GPS 观测环路，以提高GPS观测的可靠性，GPS在平面的布置点如图 6.5?4。当结构施工到相应监测楼层时，在所监测楼面中心处和外筒各布置一台GPS观测站监测结构的水平方向位移。结构的测试楼层主要为10个加强层。由于结构的运动除了两个水平方向平动外还可能有绕中心的扭转，根据中心点和外筒测量得到的运动可以计算出结构的扭转 。

结构健康监测--施工过程风速监测： 为了获得结构在风作用下响应的关键输入作用，进行风速的观测是至关重要的。施工阶段的风速监测不仅可以获得关键大风天气的风荷载的输入，也可以为结构性状的了解与结构响应的分析提供重要的参数。 由于风速是一个复杂的随机过程，对于风速的观测一般需要了解三个方向的风速输入，因此针对风速的监测拟采用三维超声风向风速仪和机械风向风速仪。施工阶段由于结构高度在不断变化之中，因此测点的位置也随之不断变化。在有大风来临时，将测点布置在结构*点。 在施工阶段，为了保证测试数据的度，两种类型的风速仪将考虑安装在施工塔吊的顶部，获取大风条件下主塔楼所在位置的风速、风向、湍流度、阵风因子、湍流积分尺度、湍流功率谱等边界层特性。 大风的监测与其他类型的监测不同，只有大风来临时对风进行实时监测才具有实际意义。因此对于施工阶段的风速监测采取有大风气候时进行观测，并初步以7m/s为风速监测的控制风速标准。 施工期间风速仪采用临时太阳能电池或蓄电池供电，采用相应数据采集设备进行数据的动态采集。风速仪有两种信号输出方式，一种为直接电压输出，另一种为直接输出RS-485数字信号;由于前者需要外部激励电源，因此，本方案采用RS-485 总线传输方式，因这种传输方式*远传输距离可达1200m。因此确定风速仪的设置位置距离数据采集设备的距离不宜过1200m。 设备的安装采用临时风速安装支架，固定在施工*位置处。需要在施工位置*位置处设置预埋件以固定风速安装支架 。

徐州桥梁地震作用监测诊断报告：http://www.testmart.cn/Home/News/data_detail/id/711957851.html