大跨度鋼結(jié)構(gòu)是目前建筑領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)。其具有重量輕、強(qiáng)度高、剛度好、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于商業(yè)建筑、體育場(chǎng)館、橋梁、汽車站、機(jī)場(chǎng)航站樓等大型建筑中。由于所處環(huán)境的變化以及結(jié)構(gòu)本身的老化，可能面臨各種形式的損傷和退化，需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，以保證其結(jié)構(gòu)安全及使用壽命。本期文章主要介紹一下大跨度鋼結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和評(píng)估的方法和步驟。

一、監(jiān)測(cè)

大跨度鋼結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)是指利用各種監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以觀察結(jié)構(gòu)的變形、位移、裂縫情況等，并及時(shí)反饋給工程師，以便于分析和評(píng)估結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)。監(jiān)測(cè)包括以下幾個(gè)方面。

1、結(jié)構(gòu)基本信息的獲取。監(jiān)測(cè)前首先對(duì)結(jié)構(gòu)的基本信息進(jìn)行調(diào)查，包括建筑物與地基之間的聯(lián)系、結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件材料和尺寸、荷載情況、水平振動(dòng)頻率等。這是進(jìn)行監(jiān)測(cè)前必須做的準(zhǔn)備工作，為后續(xù)的監(jiān)測(cè)提供有力的支持。

2、安裝傳感器。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅饔糜诒O(jiān)測(cè)。目前，常用的監(jiān)測(cè)傳感器包括位移傳感器、裂縫傳感器、壓力傳感器、應(yīng)變傳感器等。在安裝傳感器的過(guò)程中，需要注意傳感器位置的選擇、安裝的牢固性以及傳感器之間的連接等情況。傳感器數(shù)據(jù)一般通過(guò)無(wú)線傳輸或有線傳輸?shù)确绞絺鞯奖O(jiān)測(cè)控制中心。

3、數(shù)據(jù)處理和分析。大跨度鋼結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)所獲取的數(shù)據(jù)比較多，需要有合理的數(shù)據(jù)處理和分析方法。在監(jiān)測(cè)期間，監(jiān)測(cè)中心會(huì)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，比較常用的數(shù)據(jù)處理方法有濾波、修正和校準(zhǔn)等。處理后的數(shù)據(jù)可以得到結(jié)構(gòu)的變形、三維內(nèi)力、裂縫寬度等參數(shù)，供后續(xù)的評(píng)估分析使用。

二、評(píng)估

大跨度鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)評(píng)估是指利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和各種分析方法，對(duì)結(jié)構(gòu)健康狀況進(jìn)行分析和評(píng)估，從而制定相應(yīng)的維護(hù)和修繕?lè)桨?。評(píng)估包括以下幾個(gè)方面。

1、結(jié)構(gòu)安全評(píng)估。結(jié)構(gòu)安全評(píng)估是評(píng)估結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)要求的主要目標(biāo)。通過(guò)獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和已知的結(jié)構(gòu)材料和設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行分析，得到結(jié)構(gòu)承載能力、剛度和穩(wěn)定性等基本參數(shù)，從而評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全性。安全評(píng)估結(jié)果主要反映在結(jié)構(gòu)的許用荷載和破壞質(zhì)量指數(shù)等方面。

2、結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估。結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估是根據(jù)各種假設(shè)條件下的不確定性因素，利用概率理論，分析結(jié)構(gòu)在較長(zhǎng)的使用壽命下的可靠性。評(píng)估結(jié)果表現(xiàn)了結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率，可以為結(jié)構(gòu)的維護(hù)和修繕提供科學(xué)依據(jù)。

3、結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估。疲勞是大跨度鋼結(jié)構(gòu)老化和損傷的主要原因之一。結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估基于結(jié)構(gòu)的工作情況和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合疲勞理論和有限元方法，分析結(jié)構(gòu)的疲勞狀況，并進(jìn)行生命預(yù)測(cè)。評(píng)估結(jié)果可幫助制定定期檢查、檢測(cè)和修復(fù)的計(jì)劃。

4、結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)。結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)是檢測(cè)結(jié)構(gòu)可能存在的損傷和裂縫，以確認(rèn)是否需要維護(hù)和修復(fù)。常用的檢測(cè)方法包括可視檢查、攝像檢查、X光檢查、超聲波檢測(cè)、激光光纖檢測(cè)等多種方法。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，可以制定有效的維護(hù)和修復(fù)措施。

綜上所述，大跨度鋼結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)和評(píng)估是保證結(jié)構(gòu)安全和使用壽命的重要手段。通過(guò)合理的監(jiān)測(cè)和評(píng)估方法，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，保證結(jié)構(gòu)的安全和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。