北京首都机场新建南线收费站大棚索膜结构工程施工监测与计算分析.pdf免费

第九届全国现代结构工程学术研讨会 北京首都机场新建南线收费站大棚索膜结构工程 施工监测与计算分析 郝成新 朱礼敏 潘宠平 钱基宏 (中国建筑科学研究院，北京100013) 提要：北京首都机场新建的南线大棚是北京首都机场T3航站楼的配套工程，工程采用整体张拉结构，整个建筑曲面呈对 称双曲抛物面，通过桅杆、边环索束、吊索、拉索、谷索及联系索将索和膜有机结合在一起，形成整体张拉结构。 受业主委托，我院对张拉过程实施施工监测。同时对实测模型与设计模型分别采用有限元软件ANSYS进行了计算分 析，得到有意义的结论。 关键词：索膜结构，标定，监测，计算分析 一、概述 新建的南线大棚的结构形式为整个建筑曲面呈对称双曲抛物面索膜结构，主路两边立四根桅杆，前后 为边环索束，每根桅杆顶部交叉下拉7根吊索，拉住边环索，膜项中间设置一根谷索，谷索与边环索之间 由联系索联结，每根桅杆顶部有两根下拉索与外侧的锚座节点相连保持平衡；本工程跨度为149．6m，边环 由北京市建筑设计研究院设计；北京纽曼帝莱蒙膜建筑技术有限公司施工。受业主委托，我院对张拉过程 实施施工监测。首先对部分监测索进行索力标定；随索张拉工作的展开对新建的南线大棚索膜结构工程的 拉索、吊索、谷索、环索的索力进行了施工过程监测测量。图l—l为索力测量过程中的照片。 测量方法及测点布置 1．本工程拉索的索力测量采用弹性工程磁学法，该方法的原理是通过测量缠绕在索体上的线圈组成电 磁感应系统的磁通量变化确定索力，该方法可以不破坏索体(本工程用的索体都有PE套)，属于真正的无 损检测。目前磁弹法在国际技术先进国家已经得到广泛应用，见图2．I。 2．由于弹性工程磁学法所安装的传感器是一次性的，因此测量成本高。本工程是对称结构，因此布置 1／4测点利用传感器进行磁弹测量，其余3／4采用动测法测量与之补充和校核，动测法测量索的频率，根据 索振动频率通过理论计算得到索内力。将一端固定于桅杆项部，另一端固定于边索或锚墩上的预应力 420 工业建筑2009增刊 第九届全国理代结构工程学术研讨会 图1索力测量过程中照片 围2弹性工程磁掌法测量(安装传露器殛磁弹仪照片) 钢索当作两端简支的弦．其横向振动方程为： 塑：旦．塑 hr彬 解此方程得钢素横向自振频率正与其内部张力(预应力值)T满足阻下关系： ，n2掰 … r：竺!坐!盟 p一锕索单位长度质量kg／Ⅲ=／一钢索长度(m)：n一自然数1，2，… 只要得到钢索横向自振频率，就能根据式(2)计算出钢索的张力。为了测得钢索的横向自振频率， 第九届全国现代结构工程学术研讨会 在要检测的钢索上固定一个伺服式加速度计采集索的振动信号，经过快速傅立叶变换(FFT)可以准确得 到钢索的一阶或多阶横向自振频率五。 在脉动或简单扰动情况下，钢索容易出现一阶或二阶等低阶模态，因此本次测试以检测一阶或二阶模 态为主。钢索的一阶和二阶模态见图2—2。 图3钢索的一阶和二阶模态 本工程采用磁弹法和动测法相结合的测量方法，磁弹法测量13根索，动测法测量48根，磁弹法和动 测法测点见图2—3布置图所示，测量索的规格及编号见表2—1 表1 测量索的规格及编号 序号 编号 直径 序号 编号 直径 序号 编号 直径 序号 编号 直径 1 LS-1 0174 13 LS-3’内a174 25 DS-1’ 094 37 D