立体监测系统视域下地铁论文

1实际工程监测方案

1．1监测内容根据设计单位提供的《施工图设计Z1号线文化中心站托换梁施工监测及检测要求》，本次监测的主要内容如下:1)托换梁及相关结构应力监测;2)托换梁挠度监测。3)被托换柱及邻近柱的沉降监测;4)托换梁上部结构变形监测;5)梁、柱接头的滑移监测;6)托换梁梁端的扭转变形监测;7)托换梁及相关板结构裂缝监测。

1．2监测方法与设备1)托换梁及相关结构应力监测。a．监测仪器。托换梁应力监测仪器采用32钢弦式钢筋应力计(如图3所示)，Z1线－3层侧墙和M10线底板则采用28钢弦式钢筋应力计。b．采集仪器。数据采集采用GeologgerDT80G型数据采集器，在埋设电测传感器就近处要设数据采集器，数据采集器外用金属箱加以保护。2)托换梁挠度监测。a．监测仪器。采用电水平尺(ELBeam)，电水平尺是美国生产的精密测倾(角)仪器。根据现场的实际情况，监测点的布置图大致如图4所示。b．采集及处理系统。电水平尺的采集采用CR1000数据采集器。CR1000可以通过设备扩展从而形成一个数据采集系统，很多CR1000系统可以构建一个网络。3)被托换柱及邻近柱的沉降监测。对于被托换柱及邻近柱的沉降监测与托换梁上部结构的沉降监测，采用美国Trimple公司DiNi03型电子水准仪。4)梁、柱接头的滑移监测。采用钢弦式位错计进行测试，将位错计安装于柱与托换梁可能发生的最大滑动位移处。一端固定在柱体接头处，另一端固定在托换梁板上，导线引出做好保护。5)托换梁梁端的扭转变形监测。监测点布置在托换梁的梁端，用钢弦式位错计将梁端与侧方地下连续墙墙壁进行固定，测试方法与4)“梁、柱接头的滑移监测”相同。6)托换梁跨中钢筋应变监测。监测点位于托换梁跨中断面处，监测钢筋与振弦式钢筋应力计所测钢筋相邻如图5所示。点焊式应变计含有一根安装于金属管内的绷紧的钢弦，该金属管固定于一个金属端点，金属端点焊接到量测的结构物体上。

2监测结果分析

由于此工程监测测点过多，受篇幅的限制，此处仅列出部分测点的部分监测数据，来说明此监测系统在实际工程中的高效性和准确性。

2．1托换梁挠度监测数据分析利用电水平尺监测托换梁1-4的挠度变化情况可知，在整个监测期内，托换梁1-4的挠度监测值总体趋于稳定;监测期内，挠度监测数据在［－8mm，8mm］区间内波动，沉降量最大值为0．80mm，最小值为－1．39mm，符合控制值为8mm的监测控制标准，监测期内工程稳定安全。将立柱切割前后挠度值进行对比，并根据同一天不同测点的挠度值绘出挠度趋势线如图6所示。根据挠度对比图，托换梁在托换后有明显的下挠趋势，并且下挠后的挠度值在控制值范围内，说明切割立柱后托换梁承担了原本立柱所承担的竖向力，达到托换的目的。

2．2托换梁应力监测数据分析利用32钢弦式钢筋应力计监测托换梁1-4的应力变化情况，根据THL1-4应力监测数据可知，监测期内，托换梁1-4受施工流程中诸多因素影响，应力值会出现小幅度波动，但应力总体趋于平稳;监测期内，各个应力计的监测数据在［－100με，100με］区间内稳定波动，梁呈现上部受压，下部受拉的应力状态，拉应力最大值为40με，压应力最大值为－22με，符合控制值为100με的监测控制标准，监测期内工程稳定安全。

3结语

本文结合天津文化中心交通枢纽工程地铁Z1线－3层既有柱托换项目，对8个既有柱托换过程中的自动监测系统进行了设计及实施，取得了较为理想的成果，确保了此项工程安全顺利的进行，本文主要结论如下所述:1)研发了“基础托换施工全过程自动采集及监测系统”，实现了对整个施工监测过程的全自动采集、分析及预警，保证了监测的实时性、连续性和有效性。2)提出并实施了“具有自校验功能的托换梁施工立体监测体系”。基于对托换梁工程的数值分析结果，确定了重点监测项目，在整个监测过程中实现了在梁—板交界面、梁—柱交界点变形的相互校验以及梁中间截面处应力应变的相互校验。3)该自动监测系统成功的应用到了天津文化中心交通枢纽工程地铁Z1线－3层既有柱托换项目中，监测结果显示此监测系统是一种高精度的、高效率的、先进的监测系统，值得在类似工程中得到进一步的推广应用。

作者：郑磊韩勇单位：天津市市政工程设计研究院