超高層建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)驗(yàn)收方法

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摘要:以在建的某超高層(WHGC)為平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一套集成的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)主塔樓在施工階段和使用階段的施工環(huán)境、結(jié)構(gòu)荷載和響應(yīng)進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。從項(xiàng)目簡(jiǎn)介、系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹了WHGC監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體概況，并分析了WHGC現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)建立超高層建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施狀況驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的重要性，并提出了超高層健康監(jiān)測(cè)實(shí)施狀況驗(yàn)收方法。

關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，分部工程驗(yàn)收，階段驗(yàn)收，竣工驗(yàn)收

1概述

超高層結(jié)構(gòu)具有規(guī)模大、體型復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，如何保證這類結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中受力均勻、應(yīng)力和變形都控制在彈性范圍內(nèi)、施工結(jié)束后實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)位形以及竣工后工程的安全運(yùn)行，越來(lái)越受到設(shè)計(jì)和施工人員的重視。在此工程背景下，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為土木工程學(xué)科發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域［1-4］。然而目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者將主要關(guān)注點(diǎn)放在如何優(yōu)化結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［5-9］，缺乏對(duì)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施狀況的評(píng)估方法，本文將以某在建的超高層(WHGC)為載體，建立超高層建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施狀況驗(yàn)收方法。

2WHGC健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體概況

2．1項(xiàng)目平臺(tái)。WHGC總建筑面積約7．1萬(wàn)m2，地下5層，地上120層，建筑高度超過(guò)600m，主塔樓從上至下開(kāi)了3組風(fēng)槽，風(fēng)可以“穿堂而過(guò)”，減少大風(fēng)對(duì)大樓的危害。主塔樓結(jié)構(gòu)由外框12個(gè)巨型勁性柱、18個(gè)外框重力柱、帶剪力墻鋼骨的鋼筋混凝土核心筒、樓層鋼梁、10道環(huán)帶桁架、4道伸臂桁架、60m高的塔和雨棚組成，主塔樓效果圖見(jiàn)圖1。2．2系統(tǒng)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)的WHGC結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”)采用分層管理模式，如圖2所示。采用9種共計(jì)486個(gè)傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)結(jié)構(gòu)全壽命周期內(nèi)的結(jié)構(gòu)靜力及動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)傳感器空間布置如圖3所示。2．3WHGC健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施難點(diǎn)WHGC主塔樓結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施具有實(shí)施難度大、實(shí)施周期長(zhǎng)、維護(hù)工作量大的特點(diǎn)。2．3．1實(shí)施難度大WHGC。實(shí)施難度大主要表現(xiàn)在:1)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，各專業(yè)交叉施工，可供監(jiān)測(cè)單位實(shí)施的空間較小;2)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目眾多，所需要的智能傳感器數(shù)量大，且傳感器在結(jié)構(gòu)平立面較為分散，采集線路跨度大;3)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所采用的智能傳感器種類多，相應(yīng)的采集設(shè)備種類也較多，如何將這些不同的采集設(shè)備接入到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也是一個(gè)大問(wèn)題。2．3．2實(shí)施周期長(zhǎng)。WHGC主塔樓施工周期為8年～9年，而監(jiān)測(cè)項(xiàng)目是隨結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度同步進(jìn)行的。另外WHGC主塔樓結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)不僅需要監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)施工期間的狀態(tài)，對(duì)于交付后的使用狀態(tài)更為重視，因此，WHGC結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)施周期較長(zhǎng)。2．3．3維護(hù)工作量大WHGC維護(hù)工作量主要表現(xiàn)在:1)智能傳感器分散布置，采集線路跨度較大，施工期間容易遭到現(xiàn)場(chǎng)施工破壞;2)監(jiān)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，智能傳感器使用過(guò)程中質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，需要被替換。2．4建立驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的必要性。目前國(guó)內(nèi)缺少可供推廣和執(zhí)行的超高層結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，這極大地弱化了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。建立統(tǒng)一驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的意義在于:1)確保現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期的監(jiān)測(cè)目的;2)展示結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)在保證工程結(jié)構(gòu)全壽命安全以及在役結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)、加固和維修中的強(qiáng)大功能;3)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展提供具體的指導(dǎo)。

3超高層結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施狀況驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合

WHGC主塔樓監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，本文提出了超高層建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施狀況驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)則可以分為分部工程驗(yàn)收、階段驗(yàn)收、竣工驗(yàn)收，下面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。3．1分部工程驗(yàn)收。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備分部工程驗(yàn)收條件后，可向監(jiān)理和業(yè)主提交書(shū)面申請(qǐng)進(jìn)行分部工程驗(yàn)收。分部工程驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)提交下列文件:1)安裝和質(zhì)量檢查記錄;2)隱蔽工程記錄;3)硬件和材料的產(chǎn)品質(zhì)量合格證明。3．2階段驗(yàn)收。系統(tǒng)具備階段工程驗(yàn)收條件后，應(yīng)向監(jiān)理和業(yè)主申請(qǐng)階段工程驗(yàn)收。階段工程驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)提交下列文件:1)分部驗(yàn)收所提交資料;2)單項(xiàng)調(diào)試和聯(lián)合調(diào)試試驗(yàn)記錄;3)硬件清單;4)軟件清單。3．3竣工驗(yàn)收。系統(tǒng)具備竣工驗(yàn)收條件后，應(yīng)向監(jiān)理和業(yè)主申請(qǐng)竣工驗(yàn)收。提交竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告前應(yīng)完成下列事項(xiàng):1)歷次檢查和監(jiān)理發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題已全部處理完畢;2)歸檔資料符合工程檔案資料管理的有關(guān)規(guī)定。工程資料清單包括:1)竣工驗(yàn)收申請(qǐng)報(bào)告;2)竣工圖;3)材料、硬件的質(zhì)量合格證明;4)施工記錄。包括必要的檢驗(yàn)、試驗(yàn)記錄;5)系統(tǒng)操作說(shuō)明;6)系統(tǒng)硬件、軟件清單;7)系統(tǒng)內(nèi)部接線圖;8)系統(tǒng)審批資料。

4結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合WHGC主塔樓結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，提出了超高層結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施狀況驗(yàn)收方法，驗(yàn)收可以分為分部工程驗(yàn)收、階段驗(yàn)收、竣工驗(yàn)收。通過(guò)該方法可以對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，確?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作有條不紊進(jìn)行，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，為超高層建筑全壽命周期安全保駕護(hù)航。

作者:秦海 單位:國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心