湖北码头结构加速度监测诊断报告
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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 。湖北码头结构加速度监测诊断报告
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结构健康监测--施工过程位移监测(GPS部分)： 位移监测的目的在于掌握塔楼结构的几何变化，研究塔楼的水平位移与环境变化(如温度和风)的关系。结构水平位移特别是顶部的水平位移对结构的稳定性起着至关重要的作用，影响结构的安全。所以施工过程中水平位移监测是一个重要环节，应确保结构的水平位移在规范要求的范围内。 根据《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3—2010)》，高度大于250米的高层混合筒体建筑，按弹性方法计算的楼层层间*位移与层高之比不宜大于1/500。 对加速度信号积分，可以得到结构的动位移。至于如何得到结构的*位移(包括静位移、动位移和不均匀沉降)，采用普通的监测手段将遇到选择参照物的困难。当前发展起来的全球定位系统(GPS)可以很好地解决该问题。 GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向和时间信息。GPS技术具有精度高、速度快、全天候、连续、同步、全自动，且能同时获得3维坐标等优点。在本项目中，将采用全球定位系统来测量结构在风作用下的位移 。湖北码头结构加速度监测诊断报告 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 。
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 。
结构健康监测--结构响应监测 1.1 位移监测。 结构位移监测拟在塔楼主体结构的中心布置二个全球定位系统(GPS)。用于监测主体结构在风荷载以及可能产生的地震作用下的水平位移*值。沿塔楼高度方向，在关键楼层处布置倾角仪，用于监测房屋中心点处的水平位移，因此应布置在核心筒连续的竖向墙体上。同时结合加速度仪的布置，可以得到结构整体的实时响应，实时掌握结构的整体性状。 1.2 加速度监测。 结构动力特性是反映结构性状的一个*重要、*直接的性能指标。在关键楼层布置加速度仪不仅可以获得结构的自振周期、频率以及阻尼，而且可以实时记录结构在风荷载、地震荷载作用下结构的反应。对于高层建筑，前5阶反应及前15阶模态是*为重要的。因此，动力响应传感器数量及布置应能获取使用阶段状态下结构的前五阶X向平动、Y向平动和前三阶扭转，不少于15阶模态的周期、振型和阻尼比。 1.3 应力应变监测。 测量塔楼关键构件的应变，关键构件包括： 1) 伸臂桁架和环带桁架的关键部位的上弦、下弦和斜腹杆; 2) 典型层巨柱的钢骨、钢筋和混凝土，交叉斜撑与巨柱相连的应力复杂部位; 3) 典型层核心筒的角部暗柱、核心筒内埋钢板和混凝土的关键部位; 4) 典型层的角部暗柱钢骨、墙身钢筋和混凝土; 5) 巨柱间的交叉斜撑; 6) 特殊楼层的水平桁架、梁; 7) 穹拱及塔冠钢结构 。Kbdc2ql88
国际上，尤其是日本、美国和徳国，健康监测系統在土木工程中用相対较多，已经扩展到大型混凝土工程、高层建筑等复杂系统的监测。纵观土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断的发展水平，至少有以下几个尚待解決的问题： (1)缺少通用的损伤量化指标：在基于振动的故障诊断和预测中，要求不论信号的来源和频段，经过信号处理后，原始状态的信号(健康状态)和损伤后的信号(损伤状态)应有明显的差异。即识别出的信号特征能够准确地表示出健康状态和损伤状态。因此，应该设计一种损损尺度，将结构损伤与否和损伤的程度简单地分级量化; (2)高成本和信号处理的不准确性：诊断系统的两个主要问题是：高成本和信号处理的不准确性。*个问题随着元线网络和通讯的发展已不那么突出，第二个问是现在都假定璪音信号为不变的高斯分布而感兴趣的信号都有确定的频率，实际上并非如此，感兴趣的信号频率范围很宽，而且是在一个非理想的变化环境中得到的，如何解决这个问题将成为未来发展的重点。 结构健康监测系统涉及许多不同研究领域(如结构、计算机、通讯等)，需要解決多方面的问题(如寻找传器感*测点、*的模态识别方法、*的系统识别方法、误差分析等)，健康监测主要目的是监测累积损伤-自动识别损伤是结构健康监测系统的核心技术，也是当代国际的研究热点。目前的健康监测系统尚不具备损伤识别能力，而真正的健康监测系统必须具备自识别损伤的能力。桥梁监测系统涉及结构、计算机、通讯等多个领域，需要多学科的研究。世界上许多新建的大跨桥都安装有监测系统，桥梁监测系統反映了一个*的结构试验技术和桥梁管理的综合实力，是国际上的前沿热点研究领域，目前正迅速发展。健康诊断作为土木基础设施系统管理的一部分，越来越受到人们的重视 。
结构健康监测-运营阶段监测的内容： 1) 地震监测 主要是指结构在竣工投入使用后，结构场地所受地震波的荷载作用的监测。 2) 风荷载监测 包括两部分内容，其一是指建筑物在运营期间所承受风荷载作用的监测。其二是指塔楼建筑物关键部位在运营期间承受外部风荷载作用下的表面风压的监测。 3) 温度监测 设置五个温度测量层，本项监测是指在建筑物运营期间，测量层各测量点在各个季节，各个时间段结构表面温度变化的监测。 4) 位移监测 是指建筑物各个关键位移控制点，包括塔体以及塔顶等，在建筑运营使用期间各关键点各向位移的监测。此项监测采用两种方法分别进行：GPS以及倾角仪系统，并对两种方法的监测数据进行对比分析与融合。 5) 加速度监测 主要是指结构在竣工投入使用后，各加速度监测点随在结构运营期间加速度响应的监测。动力响应传感器数量及布置应能获取使用阶段不同结构状态下结构的X向平动、Y向平动和扭转，周期、振型和阻尼比。传感器类型以加速度计为主、辅以必要的速度及位移传感器作为校核。 6) 应变监测 主要是指结构在竣工投入使用后，测量层各测量点在各个时期，结构构件应力应变的监测。 7) 标高监测 主要是指结构在竣工投入使用后，测量层各测量点在各个时期，结构的标高监测。 8) 沉降监测 主要是指结构在竣工投入使用后，测量层各测量点在各个时期，基础以及结构的沉降监测。
西安桥梁结构加速度监测单位名录：http://www.testmart.cn/Home/News/data_detail/id/711999822.html
