姜亚峰
泰州华侨城有限公司 江苏省泰州市 225300
摘要：当今，设计师的理念日新月异，各种形态的建筑层出不穷，由于钢结构的优越性，可以建造出更大跨度和更多造型，为增加建筑的美感效果加分不少。但实际施工过程中，这类大型钢结构的施工过程安全、施工质量的控制显得尤为重要，这就需要采取一些技术措施，才能得以保证，在此结合实际管理的项目，粗浅分析钢结构施工监测及安全性鉴定。
关键词：大跨钢结构；安全性；监测
一．工程概况
本工程为泰州某综合旅游项目温泉水疗穹顶屋盖，使用圆钢管焊接的三角形桁架拱结构，桁架拱的下弦设置水平拉索和斜拉索，屋盖呈球面形状，水平直径为59米，共16榀，桁架拱的矢高为9米，拱脚支承在四周的混凝土柱顶，穹顶最高点标高17.3米，下部支撑环标高12.8米。最大下弦杆Φ245*12 ，钢材牌号Q235B低合金高强度结构钢，总用钢量300余吨，钢丝拉索近700米，结构设计使用年限50年，采用薄型防火涂料，环氧富锌漆防腐处理，结构施工阶段的应力和变形监测是一项非常关键的工作，对于结构的安全性及主体的竣工验收提供了重要的依据。
二．本工程按相关规范设计及监测。监测内容主要包括施工过程中的主要控制截面应力、索力张拉、支座和主要构件受力、穹顶变形等监测。监测前查阅施工原始资料，设计图纸，施工验收文件，计算书，构件出厂报告，试件承载力检验报告等，现场检查结构布置、结构构件、连接节点，结构上作用荷载的调查，结构材料性能和几何参数的检测以及结构附件的检查。
三．可靠性评定分级原则
根据规范，民用建筑可靠性鉴定可分为安全性鉴定和正常使用性鉴定，对所鉴定结构进行安全性鉴定和正常使用性鉴定评级时，应按构件、子单元和鉴定单元各分三个层次，每一层次分四个安全性等级和三个使用性等级。
3.1安全性鉴定分级标准：
1、单个构件：
au等级——符合au级，具有足够的承载能力——不必处理；
bu等级——略低于au级，尚不显著影响承载能力——可不处理；
cu等级——不符合au级——要处理；
du等级——极不符合au级——及时或立即处理。
2、子单元：
Au等级——符合Au级，不影响整体承载——可能有个别一般构件应处理；
Bu等级——略低于Au级，尚不显著影响整体承载——可能有极少数构件应处理；
Cu等级——不符合Au级——可能极少数构件必须处理；
Du等级——极不符合Au级——立即处理。
3、鉴定单元：
Asu等级——符合Asu级——极少数一般构件应处理；
Bsu等级——略低于Asu级——可能有极少数构件应处理；
Csu等级——不符合Asu级——应处理；
Dsu等级——不符合Asu级——必须立即处理。
3.2使用性鉴定分级标准：
1、单个构件：
as等级——符合as级——不必处理；
bs等级——略低于as级——可不处理；
cs等级——不符合as级——应处理。
2、子单元：
As等级——符合As级——极少数普通构件应处理；
Bs等级——略低于As级——极少数构件应处理；
Cs等级——不符合As级——应处理。
3、鉴定单元：
Ass等级——使用性符合本标准对Ass级的要求——极少数普通构件应处理；
Bss等级——使用性略低于本标准对Ass级的要求——极少数构件应处理；
Css等级——使用性不符合本标准对Ass级的要求——应处理。
3.3可靠性鉴定分级标准：
1、单个构件：
a等级——可靠性符合本标准对a级的要求——不要处理；
b等级——略低于对a级的要求——可不处理；
c等级——可靠性略不符合本标准对a级的要求——应处理；
d等级——可靠性极不符合本标准对a级的要求，已显著影响安全——立即处理。
2、子单元：
A等级——符合对A级的要求，不影响整体承载功能和使用功能——可能有极少数一般构件应采取措施；
B等级——可靠性略低于本标准对A级的要求，但尚不显著影响整体承载功能和使用功能——可能有极少数构件应采取措施；
C等级——可靠性不符合本标准对A级的要求，显著影响承载功能和使用功能——应采取措施，且可能有极少数构件必须采取措施；
D等级——极不符合对A级的要求，已严重影响安全——必须立即采取措施。
3、鉴定单元：
I等级——可靠性符合本标准对I级的要求——可能有极少数一般构件应在使用性或安全性方面采取措施；
II等级——可靠性略低于本标准对I级的要求——可能有极少数构件应在使用性或安全性方面处理；
III等级——可靠性不符合本标准对I级的要求——应处理，且可能有极少数构件必须采取措施；
IV等级——极不符合对I级的要求，已严重影响安全——必须立即处理。
四．施工监测
4.1传感器的布置
施工应力监测：根据现场实际情况，在最不利截面上布置传感器，如支座处，桁架梁跨中部位等。传感器布置在X向和Y项四个支座处，
每个支座和主构件端部共布置4个传感器，主要进行截面应力监测，共布置4*4=16个传感器。主跨件跨中应力监测，根据现场实际情况，在X向和Y向各选1榀主桁架，在上弦和下弦各设置传感器1处，共计4处。
开始读数，分起初安装测值，结构体系转换测值，所有主体完成后测值等主要节点值，同时，日常每天正常测值。
4.2挠度监测点布置
根据现场实际情况进行施工变形监测，变形监测主要对索张拉期间屋顶挠度变化监测，挠度监测点选取在桁架拱顶XWH（下外环）构件底部。
该项监测用全站仪测量，分起初安装测值，结构体系转换测值，所有主体完成后测值等主要节点值。一般构件变形监测以目测为主。
4.3监测数据
4.3.1应变监测数据
根据每天应变数据，分别做出各点的应变曲线图。对监测数据进行统计，计算所测最大应力：计算公式б=E*ε E（杨氏模量），σ （正向应力），ε（正向应变）
根据监测数据，计算得出最大拉应力为71.45N/mm2,最大压应力-25.13N/mm2.远小于规范中容许最大应力值【σ】 =215N/mm2.满足要求。
4.3.2挠度监测数据
通过挠度监测，从主体安装到索张拉完成后，进行了日常的测读，拱顶最终上挠4mm,并且在之后监控过程挠度稳定无变化，所测数据符合设计及规范要求，结构变形满足要求。
4.3.3索力检测
现场进行索力测试，该工程共16根单索，索力设计值为720KN，对拉穹顶下方12.8米标高支撑环，对其中5根S1索(单根索）进行了索力测试，最大值772KN,最小值731KN,均大于设计值，实测值与设计值最大偏差为7.2%，基本达到张拉要求。该工程16榀三角形钢梁由中间连接环连接，每榀梁由两根S2索张拉，抽查其中10根S2索（双根索）进行了测试，索力设计值为255KN-290KN,实测值为259KN-281KN,实测值与设计值最大偏差为5.2%，基本达到张拉要求。
4.3.4防腐涂层检测
由于该钢结构投入使用后，将长期处于高湿高温环境中，对于钢结构的保护尤为重要，现场防腐涂层施工完成后，对钢结构防腐涂层进行了抽样检测，检测数量不少于杆件总数的10%，共抽测了60个杆件。现场采用涂层测厚仪进行测值，检测时，在每个待测杆件上选取5个测点，5个测点汇总出最大厚度和最小厚度，再将二者进行平均，即为该杆件的防腐涂层检测值。根据规范和设计图纸要求，防腐涂层应为100μm厚底漆+60μm厚中间漆，允许偏差-25μm，实测值175μm-245μm，实测结果满足设计及规范要求。
五.结束语
综上，根据应力值、挠度、索力、防腐涂层厚度四个方面实际监测结果及规范，该穹顶钢结构安全性评级为Asu级，符合要求。由于该穹顶下方为温泉区，湿度大、温度高，对该钢构件的日常维护尤为重要，定期检查支座处抗震垫是否老化，支座螺栓的保护套是否破损，螺栓有无锈迹，杆件的防腐涂层在蒸汽和高温环境下是否存在脱落，考虑湿度大、温度高，穹顶顶部设计和施工了通风设备，每天定时开启通风除湿，从而对钢结构的影响降到最低限度，发现问题及时处理，方能保证结构的安全性和使用性，确保长期可靠使用。
参考文献
[1]张玉玲，曾志斌。国家体育场钢结构监测——钢结构在卸载全过程中的应力监测[R]TY字第2158号。北京：铁道科学研究院铁道建筑研究所