提高工程检(监)测质量的研究与探索（二）

2、工程检（监）测的试验应用实例

2-1. 应用实例之一，上海中心大厦结构工程的长期检（监）测研究

举世瞩目已建成的上海中心大厦，它由一幢124层塔楼（建筑高度632m，结构高度580m）和一个7层商业裙房(高度38m) 组成，整个场地下设5层地下室，基础埋深25.4m，塔楼采用巨型框架-核心筒-外伸臂结构体系，设置了六道外伸臂桁架。鉴于上海中心大厦建筑的重要性及其结构高度超限、楼层平面尺寸超限、楼层平面尺寸突变，世界上首次在超高层建筑安装14万m*2柔性幕墙等因素，除了事先已对全模型进行了室内振动台试验外，还需进行施工检（监）测，检（监）测就是采用了由琛圳生基科技有限公司生产的无线传输检测新技木，大厦在整个施工全过程中，选用了埋设在各个受力部件上的数百个，多品种不同功能的的传感器与适配器和测试分析系统，用无线数采方式，不断的向工程指挥部提供有效可靠数据，从而保证了施工安全，该测试分析系统，还将会继续用于今后的工程长期健康检测之中，它还将发挥着确保工程长期安全检(监)测的重任，该长期检（监）测的试验，总将会成为我国乃至世界大型土木结构工程检（监）测的试验研究的典范之一。

2-2．应用实例之二，江苏泰州市文峰塔托換加固工程变形检(监)测试验

江苏省泰州市文峰塔，总高 56.46 米（室外地面至塔顶），平面呈规则的正八边形，八层，钢筋混凝土框架结构，泥浆护壁钻孔桩基础，2015 年开始建造，目前新建主体结构已封顶，但工程尚未完全竣工，如图 2 所示。

业主为了塔体今后运行方便，拟拆除-4.900 至-0.050 标高范围内塔平面中心处大型圆柱一根，拆除部分楼层楼板等，故需对原结构进行相应的托换加固处理。拔柱施工总体流程和加固方式 拔柱施工总体流程见图 3 所示。

拔柱前先对既有结构构件进行扩大截面加固，新增钢骨混凝土托换结构以及托换体系前的临时支撑，逐步削弱中心柱截面最后实现切割。该加固方式的特点是，现场作业空间小，复杂工艺多，主要技术为托梁抽柱，抽柱过程中的 监控和预案十分重要泰州市南山寺恢复建设工程文峰塔拔柱改造工程托换施工监测 由上海同济检测技术有限公司负责进行。

2-2-2  现场检(监)测方法介绍

2-2-2-1 拔柱施工工程检(监)测目的

为保障文峰塔拔柱改造工程托换施工的安全，系统地了解所有检(监)测对象，在整个施工工程中的位移、变形、受力等情况，为工程实现动态设计和信息化施工提供所需的数据，包括：位移和变形监测（中心柱托换时对钢支撑进行应变监测、中心柱削弱过程中柱的应力监测、上部梁、板变形监测）、动力特性测试、振动加速度监测、房屋沉降变形与变形监测及关键部位与薄弱处裂缝观测等。

2-2-2-2 选用测试系统如下

   工程检(监)测系统，由传感器、数据采集及无线传输和数据管理分析系统三部分组成。监测系统构成示意如图 3所示。图 4 为静力水准仪。在建筑物整体姿态关键部位布置若干个固定式双轴测斜仪，通过实时的倾斜值反映建筑物南北向、东西向的倾斜变化。以光学测量方法测出的倾斜率作为初始值，由此可得出实时的倾斜率值，图 5 为双轴测斜仪，应变测量采用 GBY-100 型高灵敏应变传感器，图 6 为应变传感器，挠度测量采用位移计，如图 7 所示。

动力监测部分采用的仪器设备主要包括：（1）Lance LC0132T 高灵敏度压电式加速度传感器；（2）数字采集仪；（3）各种长度的信号线；（4）数据采集终端（笔记本电脑），其中监测所使用的传感器为内装微型 IC 放大器的压电加速度传感器，如图 8（a）所示，该加速度计灵敏度较高，测试频率范围为 0.05~500Hz，其量程为 0.1g；数字采集仪型号为 Labview NI 9234，一共有 4 个采集通道，运行环境温度为-20℃~55℃，如图 8（b）所示。(a) 加速度传感器  (b) 动力采集仪图 9动力测试用仪器2）数据采集及无线传输系统采用 CY-G16R 型数据采集单元，对传感器系统采集到的监测数据进行自动采集和汇总。

总线控制单元用于控制数据采集单元进行传感器数据采集，局域无线数据传输单元用于多个数据采集单元间的组网传输，远程无线数据传输单元通过由江苏省溧阳市伟涵仪器厂生产的 GPRS 网络用于传输监测数据，短信报警单元可根据用户设置的报警值及时发送监测报警，数据采集传输系统将采集到的监测数据汇总后无线传输到信息管理中心的主控计算机内。图 9 为数据采集系统，包含数据采集传输系统的所有单元模块。(a)  位移采集系统  (b) 动力采集系统图 9数据采集系统。

数据管理分析系统信息管理中心主控计算机接收到监测数据后，接下来进行整理、计算和分析，并绘制各种表格及曲线。同时，利用数据库进行数据的存储和管理，对监测数据进行分析处理后，信息管理中心通过公共网络平台传输到相关单位，实现数据的远程实时传送，必要时进行预警或发布警报。相关单位根据监测数据的变化情况，决定是否需要调整施工步骤及采取相应的控制措施，以实现建筑物倾斜变形的动态控制，确保结构安全和工程正常进行，结构的振动信号经由传感器拾到后转化为电信号传输到采集终端，通过分析加速度响应数据，可以获得结构的动力特性，如频率、振型和阻尼比，其中频率是结构的固有属性，反映了结构在激励作用下的动力性质，如果激励与结构固有频率接近，就容易发生共振；振型反映了结构的质量和刚度沿结构高度的分配，同时也反映了结构的边界条件；阻尼比反映了结构的耗能能力。

2-3 文峰塔改造施工期间局部检(监)测结果如下

2-3-1 沉降，在检(监)测期间沉降均较小，累计沉降 1.89mm, 发生在楼面中心区切割期间，均未达到预警值，目前沉降均趋稳定.

2-3-2 倾斜，倾斜累计增量为-0.4570‰，施工期间倾斜变化量均较小，未达预警值.

2-3-3 挠度，从 2018 年 8 月 8 日至 2018 年 8 月 13 持续监测 6 日，托梁日均增量值 3.92mm, 累计增量值 3.92mm. 监测均未达到预警值.

2-3-4 动态检(监)测动力特性监测结果如下，结构的振动频率变化幅度都在 5%的安全范围，最后切割过程中频率变化也在安全范围内，未达预警值.

文峰塔改造施工期间局部检(监)测结论是，从上述4项检(监)测数据得出，整个改造施工期间局部检(监)测结果有效，文峰塔改造施工期间工程安全。