摘要：在钢结构施工过程中，焊接是十分重要的施工工艺，其应用原理是对焊件局部区域进行加热，然后冷却凝固。本文将以某站工程钢构件安装时的变形（柱顶移位、桁架挠度等）监测情况，对检测过程中的几种情况进行了对比，指出了该种类型的钢结构安装监控的一些注意事项和方法。
关键词：钢结构；焊接；变形监控
1 工程概况
项目拟利用此支护平台作为加工场区，高差采用搭设钢平台方式解决，钢平台面标高同相应区域路面标高。为保证钢平台的安全平稳，本项目自主研发了钢平台钢梁变形监测装置，通过设置在钢梁上的装置，监测钢结构的变形量，以确保钢平台的稳定性和安全性；已做充分的技术准备与现场准备工作，在相关人力和资源方面，已经进行了必要的投入，已经具备完成该项研究的各种条件。此研究项目旨在针对监测钢平台的型钢构件的变形，以保障钢平台整体安全的技术创新研究。
2 工程原理及施工流程
在钢平台主梁正弯矩最大的位置设置该监测装置，该装置是由两组感应金属片、金属导线及两个不同颜色的灯泡组成。两组金属片相向交叉设置，其之间距离分别为5mm和10mm，均小于钢构件最大变形量。当构件逐渐发生徐变时，两组金属片将会先后产生搭接。由于金属片与金属导线相连，搭接后即连通电流回路，安置在钢梁回路上的小灯泡便会发光。间距较小的一组金属片搭接后点亮白色灯泡，间距较大一组金属片搭接后点亮红色灯泡。由此便能得知钢构件是否已接近最大变形极限值。
2.1主桁架挠度允许值
主桁架下弦杆是整个桁架中受力最复杂、最先进行预应力张拉的构件,也是上部斜拉主桁架中最重要的构件,因而也是力学分析的重点对象。当张拉下弦杆时,下弦杆底模尚未拆除,为满堂支撑方式,此时联系主桁架两侧下弦杆的多根横梁与下弦杆构成高次超静定结构。由于横梁为非张拉构件、方向与下弦杆垂直,且其两侧下弦杆同步张拉,分析认为,横梁对张拉后下弦杆主平面应力影响不大,故下弦杆单独按平面问题计算,并忽略底部模板摩擦力影响。在以后各施工状态,下弦杆底部支撑在临时支撑上,受力如同连续梁,与逐渐形成的上弦杆和腹杆一起,按杆系有限元结构进行计算,单元均取为梁式。力学计算结果表明,主桁架在上述各施工状态,其上弦杆、腹杆和下弦杆均处于全截面受压状态。本工程对永久和可变荷载标准值产生的挠度允许值是L／400；可变荷载标准值产生的挠度允许值是L／500；其中￡为受弯构件的跨度。
2.2钢桁架吊装前的准备工作
（1）测量仪器的选定。选用了V1．1-03010—500型无棱镜电子全站仪(索佳)，该全站仪可以不用测量人员立尺，而直接测出测量点的标高、距离、角度等参数值。既方便了测量操作，又避免了悬挂钢尺的测量方法受风及操作人员操作引起的误差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆网架结构高处拼装前，应根据施工测量三维控制网，土建工程相关点三维坐标的复验结果，网架结构设计图，小拼、中拼、大拼几何形位及尺寸确定高处时几个（控制在3个以内）主要拼合点的三维坐标（Xi，Yi，Zi），假设主要拼合点有N个则应配置N个具有无棱镜测距功能的电子全站仪。（2）观测控制点的设置。钢桁架分段前，在相应的控制点位置做出明显的标记，供吊装观测时使用。（3）根据已经确定的钢桁架分段位置及承重支架的位置，计算出支撑点、测量控制点的理论标高。
2.3钢桁架吊装时的测量工作
吊装前在钢立柱上将相贯点及承重支架轴线位置、标高放样。吊装时在吊车起吊前将经纬仪、水准仪架设在通视条件好的控制点位上，并对好后视。在吊装节段基本就位后，指挥进行微调，保证钢桁架节段的准确就位。重点控制轴线、标高、两上弦杆水平。在C1节段吊装前先在钢立柱上放样出相贯点的弦杆内壁点，并在该位置焊接一块小钢板作为托架，吊装时将弦杆直接落在托架上，然后利用无棱镜全站仪直接测量、调整控制自由端，使其达到设计位置。钢桁在合龙段吊装前，利用无棱镜全站仪测量出合龙段的空间位置，并复核预合龙的BCl段的实际尺寸，使其比合龙段空间实测尺寸相差在一10～0mm内。如果BCl段实际尺寸大于实测合龙段尺寸，在吊装前做调整，使其满足在一10—0mill内，确保合龙段吊装就位成功。
2.4钢桁架吊装后的测量
具体测量点项目：对钢立柱为钢桁架支座(上、下)处、吊环处的标高和垂直度；对钢桁架为支座(上、下)、跨中顶面处、桁架上弦杆耳板处(斜拉索吊点)标高，跨中垂直度，桁架侧向弯曲矢高。实测成果统计分析表明：钢桁架跨中标高与设计标高平均偏差为一32．5toni，最大偏差为一45mm；钢桁架悬臂端标高与设计标高平均偏差为25mm，最大偏差为63ram；钢立柱柱顶垂直度平均偏差9mm，最大偏差22mm；钢立柱14m标高处垂直度平均偏差7lnnl，最大偏差12mm；钢桁架侧向弯曲矢高平均6mill，最大12mm。
3 应用经济性实例分析
由于本工程钢平台面积大，跨度长，需两台仪器方可满足监测需求。我项目研发的钢梁变形装置，每处的成本约为200元，全钢平台共设10处监测装置，共为2000元。较使用无协作目标电子全站仪节约11.8万元。（1）通过采用自制锚栓胎架的施工工艺，保证了整个雨棚57根钢立柱的1862个锚栓孔均一次对位成功，未对任何一个锚栓的位置进行调整，可以说是创造了一个奇迹。（2）通过对钢立柱的控制，保证了全部19榀桁架的吊装，均一次合龙成功。（3）通过采用先进的测量仪器，保证了钢桁架的152个节段吊装就位的精确。总之通过一系列测量监控技术措施，保证了工程所有钢构件的安装质量和工期安排，受到了业主的好评。
4 结束语
由本项目自主研发了钢平台钢梁变形监测装置，通过设置在钢梁上的装置，监测钢结构的变形量，能够很好地确保钢平台的稳定性和安全性；对于新理念，新技术的开发利用做出了大胆且结合实际的准备与实践。为之后工厂实行全方位无人全自动监控，迈出了重要的一步。已做充分的技术准备与现场准备工作，在相关人力和资源方面，已经进行了必要的投入，已经具备完成该项研究的各种条件。具有很大的发展前景，大大提高了工程的工作效率，符合绿色低碳、可持续发展理念，适应了建筑工业化发展趋势要求。
参考文献
[1]黄誉.上海中心大厦钢结构焊接变形控制研究[J].山西建筑,2012,19:230-231.
论文作者:邹子义,吴荣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/13
标签：桁架论文; 标高论文; 下弦论文; 测量论文; 钢梁论文; 金属片论文; 立柱论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;