2022世界杯主場(chǎng)館鋼結(jié)構(gòu)卸載施工及監(jiān)測(cè)技術(shù)研究*

張 健

(中國(guó)鐵建國(guó)際集團(tuán)有限公司，北京 100039)

0 引言

隨著科技水平進(jìn)步和體育事業(yè)不斷發(fā)展，近年來(lái)我國(guó)建設(shè)了多座綜合性的大型體育場(chǎng)館[1]。鋼結(jié)構(gòu)具有自重小、強(qiáng)度高和韌性好等特點(diǎn)，是建造大跨度體育場(chǎng)的理想結(jié)構(gòu)形式[2]。在大型體育場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，主體鋼結(jié)構(gòu)的卸載施工不僅技術(shù)要求高、操作流程復(fù)雜，而且實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)多、過(guò)程監(jiān)控困難。卸載的結(jié)果不但直接影響屋面結(jié)構(gòu)的后續(xù)施工，而且將直接決定體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)的整體安全性[3]。近年來(lái)我國(guó)在大型體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步和發(fā)展[4]。

2022年卡塔爾世界杯主場(chǎng)館盧賽爾體育場(chǎng)，是中國(guó)企業(yè)首次以設(shè)計(jì)施工總承包商身份承建的世界杯體育場(chǎng)，也是近年來(lái)中國(guó)企業(yè)參與建設(shè)的最具國(guó)際影響力的項(xiàng)目之一。該體育場(chǎng)在項(xiàng)目規(guī)模、投資總額、實(shí)施難度、技術(shù)先進(jìn)性和國(guó)際化水平等各項(xiàng)指標(biāo)方面均遠(yuǎn)超同類(lèi)項(xiàng)目。體育場(chǎng)觀眾容量達(dá)92 100人，屋面索網(wǎng)跨度達(dá)274m，為目前世界最大跨度屋面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。體育場(chǎng)主體鋼結(jié)構(gòu)采用分階段分步卸載方式，對(duì)卸載點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式和卸載順序進(jìn)行優(yōu)化，建立了系統(tǒng)化的應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)方案，為今后同類(lèi)項(xiàng)目的實(shí)施積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

盧賽爾體育場(chǎng)位于卡塔爾首都多哈以北的盧賽爾新區(qū)，將承擔(dān)世界杯小組賽、半決賽、決賽和閉幕式等重大賽事活動(dòng)。項(xiàng)目占地面積100萬(wàn)m2，建筑面積19萬(wàn)m2，是世界上規(guī)模最大和最先進(jìn)的體育場(chǎng)之一[5]。

該項(xiàng)目由中國(guó)企業(yè)與卡塔爾當(dāng)?shù)仄髽I(yè)組成緊密型聯(lián)營(yíng)體，采用設(shè)計(jì)施工總承包模式共同承建，合同總額7.67億美元，是中國(guó)在海外承建的規(guī)模最大的專(zhuān)業(yè)體育場(chǎng)，也是卡塔爾國(guó)家“一號(hào)工程”[6]。項(xiàng)目效果如圖1所示。

圖1 盧賽爾體育場(chǎng)

2 結(jié)構(gòu)形式

2.1 外部主體結(jié)構(gòu)

體育場(chǎng)外部主體結(jié)構(gòu)由屋面索網(wǎng)、受壓環(huán)梁、V形鋼結(jié)構(gòu)柱(簡(jiǎn)稱(chēng)V柱)、V柱間幕墻桁架以及鋁板幕墻組成。

1)屋面索網(wǎng) 徑向魚(yú)尾式主索共48榀，環(huán)向拉索分為上、下2層，各8道。

2)受壓環(huán)梁 簡(jiǎn)稱(chēng)“壓環(huán)”，共有24榀，將主索的徑向拉力轉(zhuǎn)換為壓環(huán)內(nèi)部的環(huán)向壓力。

3)V柱 共有48片，每?jī)善琕柱的頂部在壓環(huán)底部相交后形成支承點(diǎn)，將壓環(huán)的豎向重力傳導(dǎo)至下部的24根巨型鋼筋混凝土柱。

4)V柱間幕墻桁架 主要作用為增強(qiáng)V柱間的整體性并連接幕墻。

5)幕墻體系 三角形單元中空鋁板幕墻，固定在V柱間幕墻桁架上。

2.2 內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)

內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)由看臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)制鋼筋混凝土看臺(tái)結(jié)構(gòu)組成。

1)看臺(tái)鋼結(jié)構(gòu) 又稱(chēng)“次鋼構(gòu)”，主要目的為支撐上部看臺(tái)。

2)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 主要由28個(gè)樓梯間核心筒及現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)組成。

3)預(yù)制鋼筋混凝土看臺(tái) 所有看臺(tái)梁板均為模塊化的預(yù)制結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)吊裝拼接而成，方便賽后拆除改建。體育場(chǎng)主體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 盧賽爾體育場(chǎng)主體結(jié)構(gòu)

3 體育場(chǎng)主體鋼結(jié)構(gòu)施工方案

在卸載前，需首先完成體育場(chǎng)主體鋼結(jié)構(gòu)的施工。本項(xiàng)目在鋼筋混凝土柱施工后，搭建24根鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)支撐塔架(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“塔架”)用于V柱和壓環(huán)的施工，卸載的主要工作即為壓環(huán)合龍后塔架與V柱的分離與移除。每片V柱在地面焊接完成后，選用大型履帶式起重機(jī)將V柱架設(shè)到鋼筋混凝土柱和塔架上，每?jī)善琕柱的上部搭設(shè)在一個(gè)塔架上形成穩(wěn)定受力體系。在V柱安裝完成后，選用大型履帶式起重機(jī)將地面拼裝好的壓環(huán)吊裝到V柱上進(jìn)行焊接。壓環(huán)合龍后進(jìn)行卸載并拆除塔架，最后進(jìn)行屋面索網(wǎng)施工。體育場(chǎng)主體鋼結(jié)構(gòu)施工如圖3所示。

圖3 主體鋼結(jié)構(gòu)施工

4 卸載點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式及千斤頂布置

4.1 卸載點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式

每個(gè)塔架上與相鄰兩片V柱共有4個(gè)支撐點(diǎn)，即每片V柱2個(gè)支撐點(diǎn)，這些支撐點(diǎn)即為卸載點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。

圖4 卸載點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式

支撐點(diǎn)的主要目的是為V柱提供徑向、環(huán)向與豎向的支撐反力。徑向是支撐點(diǎn)與球場(chǎng)中心的連線(xiàn)方向，環(huán)向是水平面內(nèi)與徑向垂直的方向，豎向是重力方向。在豎向上，焊接在塔架上的支承梁限位柱承受支承梁荷載，支承梁又通過(guò)鋼墊板為焊接在V柱上的小短柱提供豎向反力；在環(huán)向和徑向上，焊接在支承梁上的側(cè)向擋板通過(guò)中間的鋼墊板為小短柱提供水平向反力。

整個(gè)支撐點(diǎn)在3個(gè)方向上為V柱提供支撐反力，而卸載過(guò)程就是用千斤頂?shù)窒糁畏戳?，抽?個(gè)方向的鋼墊板，最后再將塔架起吊移除。

4.2 千斤頂布置

根據(jù)卸載點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式以及卸載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，豎向卸載選用2臺(tái)150t液壓千斤頂，環(huán)向與徑向各選用50t液壓千斤頂。具體布置如圖5所示。

圖5 卸載千斤頂布置

5 分階段分步卸載

5.1 卸載階段劃分

體育場(chǎng)共有塔架24個(gè)，編號(hào)為T(mén)1～T24。由于主體鋼結(jié)構(gòu)為左右、上下對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，根據(jù)卸載模擬計(jì)算結(jié)果和應(yīng)力變形分析，將所有塔架分為6個(gè)卸載階段，具體劃分如圖6所示。由于每個(gè)卸載階段需同時(shí)卸載4個(gè)塔架，因此需要4個(gè)卸載小組。

圖6 卸載階段劃分

5.2 各階段水平向卸載順序

在每個(gè)卸載階段內(nèi)，4個(gè)臨時(shí)支撐塔架共16個(gè)卸載點(diǎn)需首先完成反力較小的水平向卸載，此水平向卸載分為徑向與環(huán)向。各階段水平向卸載依次完成后，再開(kāi)始豎向卸載，每階段的16個(gè)卸載點(diǎn)需同步卸載。在每階段水平向卸載時(shí)，需要先完成卸載量較小的環(huán)向卸載，之后再進(jìn)行徑向卸載。以徑向卸載為例，單個(gè)卸載點(diǎn)的卸載方法如下。

1)頂升徑向50t液壓千斤頂，推動(dòng)小短柱在徑向位移，此時(shí)不銹鋼板和不銹鋼板下預(yù)設(shè)的PTFE膜會(huì)減小摩擦阻力。

2)取出徑向鋼墊板。

3)回落徑向千斤頂，完成徑向卸載。

徑向卸載方法如圖7所示，環(huán)向卸載與此類(lèi)似。

圖7 徑向卸載示意

5.3 各階段豎向分步卸載順序

在Midas軟件中進(jìn)行卸載應(yīng)力、應(yīng)變的模擬分析，將豎向卸載分3輪進(jìn)行，分別為6，8，10～23mm。單個(gè)塔架的豎向卸載步驟如圖8所示。

圖8 單個(gè)塔架豎向卸載步驟

以第1輪卸載為例，單個(gè)卸載點(diǎn)的卸載方法如下。

1)同步頂升2臺(tái)豎向150t液壓千斤頂，使支承梁脫離豎向鋼墊板2mm。

2)取出20mm厚的鋼墊板，放入14mm厚的鋼墊板，確保豎向第1輪卸載值為6mm。

3)回落豎向千斤頂，完成豎向第1輪卸載6mm。

與此類(lèi)似，第2輪卸載8mm時(shí)，可取出14mm厚的鋼墊板，放入6mm厚的鋼墊板。第3輪卸載時(shí)，可直接取出剩余鋼墊板，完成所有豎向卸載。

6 卸載監(jiān)測(cè)

6.1 卸載監(jiān)測(cè)方案分類(lèi)

如何在大型體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的卸載施工中通過(guò)系統(tǒng)化的監(jiān)測(cè)方案來(lái)保障結(jié)構(gòu)安全，一直是卸載過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)[7]。本項(xiàng)目應(yīng)用多種先進(jìn)的監(jiān)測(cè)工具，在卸載全過(guò)程中對(duì)各重要部位進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，并做如下分類(lèi)。

1)按照監(jiān)測(cè)部位 分為壓環(huán)、V柱、V柱球形支座、塔架和卸載點(diǎn)等。

2)按照監(jiān)測(cè)目標(biāo) 分為應(yīng)力監(jiān)測(cè)與應(yīng)變監(jiān)測(cè)。

3)按照監(jiān)測(cè)時(shí)間 分為卸載前、中、后監(jiān)測(cè)。

4)按照監(jiān)測(cè)工具 分為全站儀、應(yīng)力計(jì)、3D掃描儀和直尺等。

6.2 全站儀監(jiān)測(cè)

全站儀主要用于監(jiān)測(cè)壓環(huán)、V柱、V柱球形支座和塔架的位移，在卸載前、卸載中和卸載后都需進(jìn)行，是卸載能否滿(mǎn)足理論要求的控制性指標(biāo)。當(dāng)全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)不滿(mǎn)足要求時(shí)，參照應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步判斷。

6.2.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

1)壓環(huán)監(jiān)測(cè)點(diǎn)

由于卸載時(shí)塔架相鄰的兩榀壓環(huán)都會(huì)受影響，因此每個(gè)塔架卸載時(shí)需要測(cè)量相鄰的兩榀壓環(huán)。對(duì)于每個(gè)塔架，選擇壓環(huán)內(nèi)下弦3個(gè)節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的外下弦3個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，即每個(gè)階段4組測(cè)量的點(diǎn)數(shù)為24個(gè)?？稍隗w育場(chǎng)中心位置架設(shè)1臺(tái)全站儀測(cè)量?jī)?nèi)下弦節(jié)點(diǎn)，而外下弦節(jié)點(diǎn)可與V柱一同在場(chǎng)外測(cè)量，測(cè)點(diǎn)布置如圖9所示。

圖9 壓環(huán)內(nèi)下弦監(jiān)測(cè)點(diǎn)

2)V柱監(jiān)測(cè)點(diǎn)

需要測(cè)量每個(gè)正在卸載的支撐塔架兩側(cè)共4片V柱，每片V柱都需要測(cè)量?jī)?nèi)弦和外弦的跨中節(jié)點(diǎn)。因此，每個(gè)卸載階段V柱的測(cè)量點(diǎn)數(shù)為：8×4=32個(gè)。

3)V柱球形支座監(jiān)測(cè)點(diǎn)

需要測(cè)量每個(gè)正在卸載的支撐塔架兩側(cè)共2個(gè)支座。由于全站儀架設(shè)在2個(gè)支座中間后最多只能測(cè)量到每個(gè)支座的3個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以每階段卸載需要測(cè)量的支座點(diǎn)數(shù)為：6×4=24個(gè)。

4)臨時(shí)支撐塔架監(jiān)測(cè)點(diǎn)

需要測(cè)量每個(gè)正在卸載的塔架及相鄰的2個(gè)塔架，每個(gè)塔架測(cè)量1個(gè)點(diǎn)。所以每階段需要測(cè)量的塔架點(diǎn)數(shù)為：3×4=12個(gè)。

從場(chǎng)外進(jìn)行測(cè)量的壓環(huán)外下弦、V柱、支座和塔架的監(jiān)測(cè)點(diǎn)如圖10所示。

圖10 場(chǎng)外測(cè)量點(diǎn)

全站儀對(duì)所有點(diǎn)都需測(cè)量4次，分別為卸載前、豎向第1次卸載后、豎向第2次卸載后和全部卸載完成后，所有測(cè)點(diǎn)均采用貼片方式。每個(gè)階段所需全站儀數(shù)量為內(nèi)場(chǎng)1臺(tái)、外場(chǎng)4臺(tái)，備用全站儀2臺(tái)。

6.2.2溫度修正

由于大型鋼結(jié)構(gòu)變形對(duì)溫度較為敏感，而實(shí)際卸載和測(cè)量過(guò)程中的鋼材表面溫度很難做到完全相同，考慮到溫度差異可能引起的測(cè)量誤差，有必要在正式卸載前通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，得出溫度變化對(duì)鋼結(jié)構(gòu)變化影響的規(guī)律，以對(duì)不同溫度下全站儀的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正[8]。選取第1階段卸載所涉及的8榀壓環(huán)的內(nèi)下弦索孔位置進(jìn)行5d連續(xù)觀測(cè)，時(shí)間選取早、中、晚不同時(shí)段，并用測(cè)溫儀測(cè)量鋼結(jié)構(gòu)母材的表面溫度。

分析連續(xù)5d的測(cè)量數(shù)據(jù)，可知鋼材表面溫度最大差值約10℃/d，通過(guò)建立氣溫變化對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在三維方向的函數(shù)曲線(xiàn)，可知?dú)鉁貙?duì)環(huán)向和豎向的影響較小，對(duì)徑向的影響較大。

實(shí)際操作中，為了消除溫度影響，卸載監(jiān)測(cè)需在每天天氣條件良好時(shí)的同一時(shí)段進(jìn)行，對(duì)每次卸載時(shí)的鋼材表面溫度、氣溫和風(fēng)向等做好記錄。一般每天卸載時(shí)鋼材表面溫度差值低于5℃，如果每次測(cè)量的鋼材表面溫度差異過(guò)大，則需對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度修正。

6.3 應(yīng)力計(jì)監(jiān)測(cè)

應(yīng)力計(jì)主要用于監(jiān)測(cè)V柱和壓環(huán)重點(diǎn)位置的內(nèi)部應(yīng)力，作為卸載是否滿(mǎn)足要求的輔助指標(biāo)。

6.3.1V柱頂部應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

盧賽爾體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合結(jié)構(gòu)易損性分析結(jié)果，同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)安裝進(jìn)度及監(jiān)測(cè)點(diǎn)可操作性，最終確定在1/4象限內(nèi)14片V柱的頂部布設(shè)傳感器，分布在V柱的內(nèi)弦、外弦靠近壓環(huán)處，具體在卸載千斤頂支承點(diǎn)與下節(jié)點(diǎn)中間部位，測(cè)點(diǎn)共計(jì)28個(gè)。考慮現(xiàn)場(chǎng)V柱內(nèi)側(cè)面不易布設(shè)傳感器，故每個(gè)測(cè)點(diǎn)布置3個(gè)傳感器，傳感器數(shù)量共計(jì)：28×3=84個(gè)(見(jiàn)圖11)。

圖11 V柱頂部傳感器示意

6.3.2V柱中部應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與應(yīng)力監(jiān)測(cè)要求，選取1/4象限內(nèi)的4片V柱布設(shè)傳感器，具體位置在桿件下節(jié)點(diǎn)端部以上0.5m位置處。測(cè)點(diǎn)共計(jì)8個(gè)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)需要4個(gè)傳感器，共需：8×4=32個(gè)。

6.3.3壓環(huán)應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

選取1/4象限內(nèi)的2榀壓環(huán)布設(shè)傳感器。由于下弦桿操作空間受限制，因此只能布設(shè)在上弦桿上，具體位置在桿件跨中的內(nèi)、外側(cè)處。同時(shí)，每榀壓環(huán)還需選擇2根內(nèi)側(cè)斜腹桿布設(shè)，具體位置同樣在桿件跨中的內(nèi)、外側(cè)處。因此，需布設(shè)測(cè)點(diǎn)8處，傳感器共計(jì)：8×2=16個(gè)。

6.3.4應(yīng)力監(jiān)測(cè)軟硬件系統(tǒng)

本項(xiàng)目選用MOS-6301式振弦式傳感器，該傳感器兩端通過(guò)螺栓固定在連接端頭上，連接端頭與被測(cè)構(gòu)件焊接，其性能參數(shù)如表1所示。

表1 應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀性能參數(shù)

傳感器每6～10min自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)有線(xiàn)電纜將數(shù)據(jù)傳輸至現(xiàn)場(chǎng)的解調(diào)儀，解調(diào)儀通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)方式將數(shù)據(jù)傳輸回現(xiàn)場(chǎng)辦公室和設(shè)在北京的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和處理。設(shè)置好應(yīng)力預(yù)警值后，數(shù)據(jù)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)應(yīng)力超限自動(dòng)報(bào)警。解調(diào)儀的主要作用為收集傳感器的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸。單個(gè)解調(diào)儀最多可采集40個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，根據(jù)傳感器的數(shù)量，現(xiàn)場(chǎng)需設(shè)置4臺(tái)解調(diào)儀。

6.4 高精度3D掃描儀監(jiān)測(cè)

本項(xiàng)目創(chuàng)造性地將高精度3D激光掃描用于卸載過(guò)程監(jiān)測(cè)，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及監(jiān)測(cè)要求，快速對(duì)卸載前后整個(gè)體育場(chǎng)的三維空間進(jìn)行重構(gòu)，利用Navisworks將3D掃描點(diǎn)云與BIM模型進(jìn)行可視化比對(duì)，得到卸載前后任意節(jié)點(diǎn)的位移量，再選取重點(diǎn)部位與理論位移量進(jìn)行對(duì)比后可迅速而準(zhǔn)確地判斷是否超限[9]。

6.4.1主要軟硬件

主要硬件為掃描儀和計(jì)算機(jī)，主要軟件為SCENE，Midas，Revit和Navisworks，如表2所示。

表2 3D掃描儀監(jiān)測(cè)所需軟硬件

6.4.2監(jiān)測(cè)流程

1)卸載前 確定掃描在卸載中應(yīng)用的總體方案，包括掃描次數(shù)、部位和流程，數(shù)據(jù)對(duì)比內(nèi)容與方法，以及掃描時(shí)間安排等[10]；在外場(chǎng)對(duì)所有V柱進(jìn)行掃描；利用SCENE將每個(gè)正V形的2榀V柱生成一個(gè)點(diǎn)云文件；選取1/4象限的V柱，將掃描數(shù)據(jù)與模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)是否具備卸載條件。

2)卸載中 如果位移或應(yīng)力監(jiān)測(cè)值超限，則對(duì)相關(guān)部位進(jìn)行掃描，并與卸載前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，幫助分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因；收集分析全站儀在卸載前、卸載中和卸載后的測(cè)量數(shù)據(jù)；確定各對(duì)比點(diǎn)位的理論位移值。

3)卸載后 在外場(chǎng)對(duì)所有V柱重新進(jìn)行掃描；選取1/4象限，將卸載前和卸載后的3D掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入Navisworks中，同時(shí)與施工圖(IFC)模型進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而分析卸載前后V柱的實(shí)際位移，并與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，對(duì)卸載結(jié)果和設(shè)計(jì)假定進(jìn)行驗(yàn)證；在內(nèi)場(chǎng)對(duì)全部索孔位置進(jìn)行掃描；選取1/4象限的索孔，將3D掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)與卸載的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，為下一步主索的施工提供指導(dǎo)；將3D掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)與全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以相互驗(yàn)證位形監(jiān)測(cè)的可靠性；整理所有V柱與壓環(huán)索孔的掃描數(shù)據(jù)，方便后期查閱和問(wèn)題處理。

6.4.3監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)

對(duì)1/4象限內(nèi)12榀V柱的60個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果，確定其應(yīng)力應(yīng)變均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，卸載安全可靠。

為了檢查3D掃描進(jìn)行卸載監(jiān)測(cè)的實(shí)際精度，利用全站儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。分別在卸載前后利用全站儀對(duì)T3塔架左側(cè)V柱的5個(gè)外弦節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并與3D掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，其監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比如表3所示。

表3 全站儀與3D掃描監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比 mm

由此可知，3D掃描與全站儀監(jiān)測(cè)結(jié)果的差值在±3mm以?xún)?nèi)，此誤差可完全滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)精度要求，充分證明了3D掃描進(jìn)行卸載監(jiān)測(cè)的可靠性。

6.5 直尺監(jiān)測(cè)

直尺主要用于控制豎向卸載的位移量，確保每次豎向卸載在預(yù)定的限值內(nèi)。由于環(huán)向和徑向的側(cè)向擋板與小短柱的距離是固定的，卸載過(guò)程中會(huì)存在個(gè)別擋板阻礙小短柱徑向位移的現(xiàn)象，因此徑向卸載前后需要利用直尺測(cè)量小短柱與側(cè)向擋板的徑向距離，必要時(shí)可將擋板割除。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)研究盧賽爾體育場(chǎng)主體鋼結(jié)構(gòu)的卸載及監(jiān)測(cè)方案，并在實(shí)施過(guò)程中檢驗(yàn)和完善，可以得到以下結(jié)論。

1)大型世界杯體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的卸載應(yīng)充分考慮卸載點(diǎn)的受力形式，對(duì)卸載千斤頂進(jìn)行合理選型和布置。

2)卸載順序的確定和卸載方法的選擇，應(yīng)充分考慮模擬計(jì)算和應(yīng)力變形分析結(jié)果。

3)運(yùn)用多種先進(jìn)的監(jiān)測(cè)工具，在卸載全過(guò)程中對(duì)各重要部位進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，是保障卸載成功的基本條件，監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)能充分滿(mǎn)足數(shù)據(jù)采集需要并應(yīng)具有一定的代表性。

4)3D掃描儀與全站儀相互結(jié)合用于卸載位移監(jiān)測(cè)，將大大提高監(jiān)測(cè)效率和數(shù)據(jù)精度，具有超越傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式的優(yōu)越性。

盧賽爾體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)卸載施工的成功實(shí)施，對(duì)各種先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的探索和實(shí)踐，不僅填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白，更為今后同類(lèi)項(xiàng)目的建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。