行政中心办公楼屋面悬挑结构施工监测方案.docx

*行政中心办公楼屋面悬挑结构施工监测方案*行政中心办公楼屋面悬挑结构 施工监测方案工程名称：*行政中心办公楼 工程地址：* 设计单位：*建筑设计研究院有限公司 施工单位：监理单位：建设单位：监测内容：（1）应力应变、索力监测，监测点数：*个；（2）位移、挠度监测，监测点数：*个。监测时间：20*年05月15日至20*年06月15日 批 准：审 核：编 写：目录一、工程概况 1 二、监测必要性及内容 2 2.1 监测必要性 2 2.2 监测内容 2 三、监测方案 3 3.1监测标准及依据 3 3.1.1监测标准 3 3.1.2监测依据 3 3.2应力应变监测 3 3.2.1监测点布置原则 3 3.2.2监测点布置位置及数量 3 3.2.3 监测仪器设备 7 3.2.4 数据采集设备 7 3.3位移监测 8 3.3.1监测点布置原则 8 3.3.2监测点布置位置及数量 8 3.3.3 监测仪器设备 11 四、监测系统及人员 13 4.1施工模拟分析系统 13 4.2施工测试系统 13 4.3监测结果后处理系统 15 4.4人员组成 15 五、监测预警及成果 16 5.1监测预警 16 5.2应力应变、索力监测成果 16 5.3位移监测成果 16 六、监测应急措施 17 6.1强化过程管理 17 6.2监测故障的预防措施 17 6.3监测故障的处理措施 18 七、质量、安全绿色环保保障措施 19 7.1质量保障措施 19 7.2安全保障措施 19 7.3绿色环保保障措施 20 八、与各方协调配合 21 8.1与施工单位的协调配合 21 8.2与监理单位的协调配合 21 8.3与设计单位的协调配合 22 8.4与业主的协调配合 22 一、工程概况 *行政中心办公楼项目，总建筑面积137263.12平方米，其中地上99778.32平方米，地下37484.80平方米；建筑高度为79.35米；地上16层，地下2层；结构形式为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。该项目建成后将作为一栋产业发展综合大楼，地上以产业发展服务办公空间为主，同时涵盖了行政审批、资金结算以及会议、接待、健身等多种类型和需求的用房；地下为地下汽车库、物业用房、厨房粗加工、设备用房等。根据不同功能的需要，各层主要层高如下：地上1-3层6米，4层5.4米，5-15层4.2米，16层4.5米；地下1层为5.3米（局部3.9米），地下2层为3.6米（局部5.4米）。该项目屋面轴、轴檐墙顶部，标高69.6米77.55米，对称设有长175.5米，底部外伸上部内收、转折处悬挑跨度5.971米的斜折形钢筋混凝土结构造型，其斜撑及水平连梁均采用钢筋混凝土框架形式，截面尺寸分别为600mm600mm、300mm600mm，斜板厚100 mm，屋面悬挑结构造型剖面如图1.1所示：图1.1屋面悬挑造型剖面示意图 二、监测必要性及内容 2.1 监测必要性 由于该工程屋面悬挑部分的钢筋混凝土结构造型特殊，倾斜大（倾角450）、悬挑跨度大，且处于距地70米以上的高空，模架支撑系统复杂，施工难度大、风险高。为保证其造型准确美观，满足建筑立面效果的设计要求，就需要对结构施工过程中的变形进行实时监测，确保关键点位的坐标点位在可控范围内；同时为保证结构施工过程中模架体系的安全，就必须对结构施工过程中模架关键部位的应力及变形进行监测，从而为设计及施工提供参考数据，对结构的安全性起保驾护航的作用。因此，对*行政中心办公楼屋面悬挑部分施工过程中的应力、变形监测是十分重要和必要的。2.2 监测内容 受陕西建工第九建设集团有限公司的委托，本次施工过程监测内容包括以下5项：（1）混凝土浇筑过程中悬挑钢梁应力应变监测；（2）混凝土浇筑过程中悬挑钢梁的位移监测；（3）混凝土浇筑过程中模架钢丝绳索力监测；（4）拆模过程中混凝土结构的应力应变监测；（5）拆模过程中混凝土悬挑结构的挠度监测；三、监测方案 3.1监测标准及依据 3.1.1监测标准 （1）建筑结构检测技术标准GB/T 50344-2004；（2）建筑变形测量规范JGJ 8-2007；（3）工程测量规范GB 50026-2007；（4）混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2002（20*年版）；（5）国家及地方现行的建设标准、规范、规程及相关文件。3.1.2监测依据 （1）设计图纸及设计相关资料；（2）业主方提供的其它资料。3.2应力应变监测 3.2.1监测点布置原则 应力应变的监测点布置原则如下：（1）有限元模拟计算施工过程中受力较大的点作为应力应变监测控制点；（2）结构主要受力构件，虽不一定是整体结受力最大的杆件，但这些构件的损坏将对卸载过程带来灾难性的后果，故应将其作为重点监测控制点；（3）监测控制点要具有代表性和规律性：监测点组合起来要能对结构的整体安全性进行评估，体现施工过程中整个结构的应力分布。3.2.2监测点布置位置及数量 本工程结构平面布局对称，故监测单元取具有代表性的部位以及结构受力最大的位置即可。本次监测拟取三个监测单元，监测结果基本能反映整个结构的受力情况，三个监测单元分别为：中间13.5m跨的两侧取任意一榀为第一个监测单元；伸缩缝两侧位置处任意取一榀为第二个监测单元；任意9m跨度两侧取一榀为第三个监测单元。应力应变、索力监测点数量如下所示：（1）混凝土浇筑过程中模架悬挑钢梁应力应变监测点6个；（2）混凝土浇筑过程中模架斜拉钢丝绳索力监测点9个；（3）拆模过程中混凝土悬挑结构应力应变监测点6个；施工过程中监测点数量分布如表3.1、3.2、3.3所示，监测点布置位置如图3.2、3.3、3.4所示。表3.1模架悬挑钢梁应力应变监测点数量分布 监测点位置 13层悬挑钢梁根部 15层悬挑钢梁根部 合计 监测点数量（个） 3 3 6 注：每个测点上下翼缘各布置一个应力计。（*个传感器） 表3.2模架钢丝绳索力监测点数量分布 监测点位置 13层钢丝绳 15层钢丝绳 17层钢丝绳 合计 监测点数量（个） 3 3 3 9 注：每个测点的钢丝绳上均布置一个索力计。（9个传感器） 表3.3屋面混凝土挑梁应力应变监测点数量分布 监测点位置 屋面混凝土悬挑梁根部 合计 监测点数量（个） 转折线上3个，转折线下3个 6 注：每个测点上下表面各布置一个钢筋应力计和一个混凝土应变计。（*个传感器）图3.2 施工过程中应力应变、索力监测点位平面布置图图3.3施工过程中钢梁应力应变、钢丝绳索力监测点位立面示意图图3.4拆模过程中混凝土应力应变监测点位立面示意图 3.2.3 监测仪器设备 施工过程模架应力应变采用BGK-4200振弦式应变计进行监测，索力采用BGK-4410振弦式钢索计进行监测，其外形如图3.6所示，其技术指标如表3.4所示。表3.4 振弦应变计技术指标 标准量程 3000 温度范围 -20+80 精度 *.*% F.S. 标距 202mm 灵敏度 1 安装方式 表面安装图3.5 振弦式应变计外形及工程照片 3.2.4 数据采集设备（a）人工数据采集设备（b）智能型自动数据采集系统 图3.6数据采集设备 便携式数据采集箱外形如图3.6（a）所示，使用该设备只需将应变计上的数据线接入便携式采集箱即可读出相应的模数值，通过数据转换即可得到所监测构件应力。本工程实时监测采用智能型自动数据采集系统，该系统具有智能化、可编程、尺寸小、工作可靠稳定、使用寿命长、供电方式灵活、数据存储方便、通讯方式多样等特点，完全能够满足该工程卸载过程中的实时监测，外形图如图3.6（b）所示，供电方式采用高精度1124VDC稳压电源，可为数据采集器及其内部电池和传感器供电。3.3位移监测 3.3.1监测点布置原则 位移监测点布置的原则如下：（1）理论计算位移较大点；（2）重要的节点；（3）监测控制点要具有代表性和规律性：监测点组合起来要能对结构的整体安全性进行评估，体现整个结构的位移分布。3.3.2监测点布置位置及数量 （1）混凝土浇筑过程中模架悬挑钢梁及转折线处模板位移监测点9个；（2）拆模过程中混凝土悬挑结构转折线处挠度监测点3个；施工过程中监测点数量分布如表3.5、3.6所示，施工过程中位移监测点布置位置如图3.7、3.8、3.9所示。表3.5模架悬挑钢梁位移监测点数量分布 监测点位置 13层悬挑钢梁 15层悬挑钢梁 17层转角模架 合计 监测点数量（个） 3 3 3 9 表3.6混凝土挑梁转折线处挠度监测点数量分布 监测点位置 屋面混凝土挑梁 合计 监测点数量（个） 3 3图3.7 施工过程中位移、挠度监测点位平面示意图（对称布置）图3.8施工过程中钢梁及转折线处模板位移监测点位立面示意图图3.9拆模过程中混凝土悬挑梁转折线处挠度监测点位立面示意图3.3.3 监测仪器设备 结构施工阶段变形监测需要得到选定点三个方向的位移数据进行静态观测，本项目采用高精度精密全站仪及反光棱镜配合进行观测，监测方式如图3.10所示。（a）后视点反光棱镜 （b）支座处反光片 （c）原始数据采集 图3.10位移监测现场照片科力达KTS442RLC免棱镜激光全站仪，是目前国内最先进带卡带激光对点免棱镜全站仪，基于稳定的绝对编码全站仪基础上完全自主研发，测程长，激光对点，精度更高。性能特点如下：免棱镜测距：350米；单棱镜测距：5000米；高精度棱镜测距：2+2ppm，激光测距：5+3ppm 测距时间：精测1秒，跟踪0.5秒 双轴补偿：单双轴补偿可选，使精度更高。电子气泡：图形显示，迅速整平。电子气泡精度达到1秒。内置SD卡：方便存储数据，海量内存，无限扩容 激光对点：可全天候测量，野外对点更快捷。防水防尘：防水等级为IP55，防尘功能，可在煤矿等粉尘环境下使用。绝对编码：开机不用初始化，避免跳数和因掉电而失去数据。测角更稳定、更精确。高速CPU：可进行双精度运算，可以输入11位坐标傎。能存储坐标数据100000点。 丰富的应用程序：三维坐标、三维放样、对边、悬高、偏心、测站点高程、方位角设置、后方交会、面积测量、道路放样软件(新增)等功能。 其外形如图3.11所示：图 3.11全站仪及支座棱镜四、监测系统及人员 本工程的监测系统分为三个部分，分别为施工模拟分析系统、施工测试系统和监测结果后处理系统组成。监测系统组成如图4.1所示。图4.1施工监测系统组成 4.1施工模拟分析系统 在本工程中,该系统的主要功能是在*行政中心办公楼屋面悬挑部分结构施工前,按照施工方案中的施工顺序,利用有限元软件进行悬挑部分施工全过程的数值模拟分析,捕捉到施工过程中悬挑部分结构的关键部位的最大的设计应力和设计位移,确定各工况之间相互衔接和制约的关系,使结构最终安全准确的实现其设计位形。4.2施工测试系统 施工测试系统包括硬件系统和软件系统两部分，硬件系统包括下列几个部分：（1）传感器系统。用于将待测物理量转变为电信号，通过布设的传感器采集到外界所需的信号进行转换预处理。（2）数据采集和处理系统。一般安装于待测结构中，采集传感系统的数据并进行初步处理和信号的预存储。（3）监控中心和报警设备。利用具备诊断功能的软硬件对接收到的数据进行诊断，判断损伤的发生、位置、程度，对结构健康状况做出评估，如发现异常，发出报警信息。4.2.1传感器子系统 传感器系统由用于结构长期监测的各类传感器组成，主要包括各智能传感元件，通过各智能传感元件感知和采集各种环境或监测对象的信息，主要完成各种监测信号的拾取和转换。传感器作为监测系统的基本组成部分，在整个系统中起着举足轻重的作用。根据不同的监测需要，主要有应力应变传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、倾角仪、裂缝计、风速风向仪、温度传感器、动态地秤、强震仪、摄像机和各种各样的光纤传感器等。传感器网络中智能传感器在感知对象物理量的同时将物理量变化为标准的电信号或者光信号，有的甚至进一步将标准的电信号变换为计算机可以直接接收的数字量，但是有的传感器仅仅能感知物理量的变化，还需要增加类似变送器之类器件将传感器的感知量变换为标准电信号。传感器应本着测点优化理论来确定它们的最小数量和最优位置，并应保证一定的冗余度。4.2.2数据采集和处理子系统 数据采集系统的设计原则一般根据监测的具体要求，结合传感器的性能指标、信号特征和结构响应特点来决定。主要包括对传感器网络数据的采集和对采集数据进行信号处理，如对信号进行交直分离、信号滤波、信号放大、A/D转换、采样控制、信号预处理，以完成数据采集的基本功能。这些是判断结构对象损伤程度的基本原始数据。数据采集系统的硬件设备包括安装在建筑物上的各类放大器、传输数据线及采集设别等，主要是对传感器输出的信号进行采集、传输和预处理。4.2.3通讯子系统 通讯系统主要完成现场至中央控制室的双向数据传输及中央控制室到远程管理端和客户端信号的传输。一般分为有线电（光）缆传输和无线传输两种。结构监测到的信号按时间变化的特征分为静态信号和动态信号，从感知机理上可分为光信号和电信号。通讯系统除了将采集到的数据传输到监控中心外，还应当具备将监测结果进行远程传输和报警的功能。可以采用在商业上己取得巨大成功的客户机/服务器网络系统，使用电话线和调制解调器实现计算机之间的远程传输，甚至可以将监测网络系统连接到Internet上，实现方便和真正的远程监测。4.3监测结果后处理系统 通过分析软件对采集到的数据进行处理与分析，并且对结构施工过程中的健康状况作出评价。主要包括各种信号的处理，如数字滤波、统计分析、参数识别和数据压缩等，从采集的各种原始数据中提取出结构损伤识别和状态评估所必需的信息，综合各种识别参数，对结构的健康状况及损伤程度作出判定。4.4人员组成拟投入的主要监测人员基本情况表 序号 姓名 出生年月 专业 职称 专业工作年限 在本工程承担的工作岗位 1 刘军生 1973.11 结构工程 高级 工程师 17年 项目负责人 2 朱武卫 1967.11 结构工程 正高级 工程师 22年 项目总工 3 王龙海 1984.08 桥梁工程 工程师 5年 现场负责人 4 张鹏 1984.10 结构工程 工程师 4年 技术负责人 5 许前进 1982.05 结构工程 工程师 6年 应力监测 6 雷钊 1988.02 结构工程 助理工程师 3年 应力监测 7 王力 1987.07 土木工程 助理工程师 4年 位移监测 8 南阳 1988.10 测绘测量 助理工程师 4年 位移监测 9 任兴龙 1986.05 土木工程 助理工程师 4年 位移监测五、监测预警及成果 5.1监测预警 在整个施工过程中对所监测点位的监测值进行实时观测，如果出现异常情况或监测值超出预警值时，及时通知各部门，以便采取应急措施，同时提供临时监测数据以供参考分析。5.2应力应变、索力监测成果 在以下各时期监测所选择构件的应力应变、索力变化情况，提交监测报告：1、在结构施工过程中的监测，提供悬挑钢梁的应力应变、钢丝绳的索力监测数据；2、在结构拆模卸载过程中混凝土悬挑梁的应力应变监测，提供监测数据，并在屋面施工完成后一次性提交全部监测成果。5.3位移监测成果 在以下各时期监测所选择构件的位移变化情况，提交监测报告：1、在结构施工过程中的监测，提供悬挑钢梁的位移监测数据；2、在结构拆模卸载过程中混凝土构件的监测，提供混凝土转折线处的位移监测数据，并在屋面施工完成后一次性提交全部监测成果。六、监测应急措施 本项目监测工作意义重大，尤其在施工过程中更是为结构的安全性提供了重要的数据参数。监测过程中常见的故障有：传感器在施工过程中损坏，导致无法进行正常监测；传输数据线在施工过程中被切断，导致无法进行数据传输；数据采集仪主机故障，导致监测数据丢失。为了确保监测工作的顺利进行，我方采取以下措施：6.1强化过程管理传感器与专用底座配套使用，现场安装时先将底座固定在结构表面，然后通过螺母将传感器方便地固定在底座上，可以进行长期监测。传感器安装的位置均处于相对安全的地方，所有仪器经安装调试能够正常使用后使用金属罩板对其进行保护。需业主协调施工单位避免人为破坏金属罩板及传感器。6.2监测故障的预防措施 （1）监控中心工作人员必须热爱本职工作，有强烈的事业心和责任感, 忠于职守，勤奋工作。（2）监测监控值班人员要熟练掌握操作技术，爱护监控设备，严格按规程进行操作。（3）为了保证传感器及电缆在安装完成后不被破坏，专门制作了传感器保护盖并在数据线的安装过程中避开焊接部位及人员通道部位。（4）日常检查：监测监控维护人员每天对监测监控系统装置以及传输电缆、信号电缆进行一次检查，确保其符合标准要求并达到完好。（6) 定期检查：每天对监测监控系统装置至少进行一次检查、调试。（7）关键节点检查：在加载、卸载工作进行前，监测监控维护人员对监测监控系统装置以及传输电缆、信号电缆进行一次全面检查，确保其符合标准要求并达到完好，以保证加载、卸载过程中监测工作的正常进行。6.3监测故障的处理措施 （1）传感器故障在传感器安装完成后，我方人员会对传感器进行调试，若发现有故障传感器，我方将及时更换。（2） 传输数据线损坏在日常的检查工作中，若发现传输数据线损坏导致数据无法传输，我方将及时更换。由于卸载过程的监测尤为关键，我方监测人员会在卸载前进行一次全面的检查，若有问题将及时更换。（3）数据采集仪主机故障在日常的检查过程中，若发现数据采集仪主机出现故障，我方将启用备用的采集设备进行数据采集，以保证数据采集的不间断。七、质量、安全绿色环保保障措施 7.1质量保障措施 工程中将实行ISO9001 质量标准体系，实行质量采购、培训、安全等程序全过程控制。把质量标准体系贯穿于整个测试过程中，以质量管理保证工序质量，以工序质量保证测试质量，实行一票否决制。加强全员培训、认真贯彻ISO9001 质量体系标准。做到全员熟悉领会质量控制方针与目标并努力为之工作。（1）组织强有力的项目管理班子，配备精悍的测试技术力量。（2）加强技术管理，认真组织项目实施，现场实行项目经理负责制，以工序管理为重点，以工作质量保证测试质量。（3）严格执行有关规范、规程制定的各项技术措施。（4）选用稳定性好、性能好的测试设备。（5）建立工程、技术、质量、经营、财务、统计管理数据库，所有技术资料均以信息库的形式处理储存，所有资料都采用文本及数字两种形式存储，使测试管理更趋于科学化、规范化、现代化。（6）以“安全、优质、高效、低耗、文明”为目标，严格要求自己，建立健全内部管理网络和管理体系，运用行政、技术、经济手段，加强项目内部管理，积极贯彻落实各项工期、质量、安全、文明生产保证措施，把目标、任务分解落实到测试环节中去，层层落实、块块包干，确保整个项目施工圆满完成。7.2安全保障措施 任何工程，安全工作总是第一位的。*行政中心办公楼工程施工监测阶段安全保障工作十分重要。针对工程特点，制定安全保障措施如下：（1）安全工作由项目经理直接负责，设立质量安全部，由具有安全员资格的专业安全管理人员进行现场安全管理。（2）在监测工程实施前，对项目全体人员进行安全教育与培训，对施工现场的安全管理制度进行学习。（3）监测工作项目实施过程中，安全员定期及不定期进行安全检查，对现场监测工作进行旁站管理。对发现的问题有权采取措施，直至安全状况得到改进。（4）项目部为项目人员定期发放种类满足要求，质量合格、数量足够的安全防护用品，并确保其正确使用。（5）安全管理人员正确进行安全标识管理，保证安全标志设立合理、清晰明确。（6）发生意外安全情况时，项目部积极配合业主及相关单位进行调查和处理。（7）项目部对生产安全设立专项经费帐户，并由专人负责管理。保证有足够的资金用于安全用品的购置，安全项目相关投入。（8）针对可能发生的紧急情况，制定紧急情况处理预案，一旦有紧急情况发生，可以及时实施。7.3绿色环保保障措施 *行政中心办公楼屋面悬挑部分的监测工作将积极贯彻实行切实有效的管理制度和工作制度，最大限度减小施工活动对环境的不利影响，减少资源与能源的消耗，实现可持续发展的要求。依照GB/T 24000-ISO *000 环境管理体系标准，根据国际标准化组织的标准进行管理。绿色环保保障措施管理目标：做好现场环境保护，使用绿色材料、进行绿色施工。具体措施如下：（1）环保教育制度。由项目经理负责，在监测工作前及监测工作实施的全过程中，开展环境保护宣传教育活动，不断增强项目部全体人员的环保意识。（2）文明施工管理制度。由项目经理负责，根据该工程的实际情况，制定紧急情况的处理制度、场容管理制度、卫生防疫管理制度、消防管理制度、保卫管理制度、第三方权益保障制度，并由专人负责检查落实。（3）环保实施措施。监测工作采用对环境无影响的测试仪器设备，监测点的布设与周围环境协调一致。监测工作中注意能源节约利用、注意减少施工活动对施工场地及周边环境的影响， （4）环保监督措施。由质量安全组负责对监测工作进行环保监督，现场巡视检查制定的相关制度落实情况。八、与各方协调配合 8.1与施工单位的协调配合 由于都是现场测试，因此现场需具备或创造相关条件