空间钢桁架结构施工过程中,通常需要在构件安装阶段搭设临时支撑;结构安装完成后,再按照一定的顺序拆除这些临时支撑[1-2]。临时支撑的拆除过程是结构体系的转变过程,主体结构由部分承载状态逐渐转变为完全承载状态[3]。由于临时支撑卸载过程结构受力的时变性和复杂性,需特别关注整个卸载过程的控制和安全问题[4-6]。目前,对主体结构和临时支撑进行施工过程分析和全过程跟踪监测,是保证卸载过程安全顺利进行最直接有效的手段[7-8]。

当前,临时支撑卸载过程模拟计算主要用于卸载方案的制定和与监测结果的对比分析[5-6],其结合监测技术在卸载过程预警控制中的应用较少。而卸载过程监测中,主要采用将监测结果与规范规定的预警值对比的方法对施工结构进行受力状态预警评估。现行国家规范《建筑与桥梁结构监测技术规范》(GB 50982—2014)[9]和《建筑工程施工过程结构分析与监测技术规范》(JGJ/T 302—2013)[10]规定了施工期间的监测预警机制设计原则,并采用构件承载力指标确定预警阈值。该预警方法对累积施工的准静态加载过程较适用。但空间桁架结构临时支撑卸载时,结构体系在短时间内发生变化,构件应力发生突变,若仅采用固定的预警阈值进行预警,将无法预警由于应力变化率过大导致结构施工过程失效的风险;此外,临时支撑卸载时,构件可能因拉应力突变而转为压应力,若采用固定的预警值评估构件受力状态,可能会忽视构件整体失稳对预警值的影响而得出错误的评估结论。

本文针对空间钢桁架结构在临时支撑卸载过程中的受力特点,结合卸载计算理论和施工过程监测技术,提出卸载过程综合预警评估方法;并对芜湖车站屋面桁架二期工程临时支撑的卸载过程中结构构件的应力进行了监测,通过对比实际监测数据和本文提出的预警值,实现了整个卸载过程的准确预警和有效控制,可为类似工程的施工过程监测控制提供技术支持。

核安保指数报告由核威胁倡议组织和经济学人智库(EUI)在一个国际核安保专家组的指导下编写，首份报告2012年发布，每两年发布一版，此次发布的是第四版报告。报告持续跟踪各国核安保工作的开展情况，并鼓励各国政府采取行动，加强对核材料和核设施的保护。

1　工程概况

铁路芜湖站位于芜湖市中心,是芜湖市重要的交通枢纽。新建站房二期工程屋盖平面尺寸为168 m×108 m,最大跨度为63 m,屋顶标高为32.8 m。屋盖为空间管桁架结构体系(图1),桁架截面呈倒三角形,高度为4 m。

由于屋盖跨度较大,故工程中采用了28个临时支撑塔架作为桁架构件安装的临时支撑点(图2 a))。屋面结构安装完成后,采用分区、分级同步卸载的方法卸载临时支撑。整个卸载过程共分为4个阶段,如图2 b)和表1所示。其中,CS-0为临时支撑未卸载时的初始状态;从施工阶段CS-1～CS-4,依次同步卸载相应区域内所有临时支撑。

  

图1　芜湖车站站房二期工程

 

Fig.1　Phase Ⅱ project of Wuhu Station

  

图2　临时支撑卸载阶段

 

Fig.2　Unloading stages of temporary support

 

表1　临时支撑卸载阶段Tab.1　Unloading stages of temporary support

  

卸载阶段施工内容CS⁃1临时支撑L19～L28卸载CS⁃2临时支撑L12～L18卸载CS⁃3临时支撑L6～L11卸载CS⁃4临时支撑L1～L5卸载

2　临时支撑卸载综合预警评估法

2.1　卸载计算方法

大跨度空间结构临时支撑卸载过程计算需正确模拟拆撑过程中临时支撑与主体结构脱离现象[4]。目前,有3种常用的卸载过程模拟方法:等效杆端位移法[11]、千斤顶单元法[12]和约束方程法[13]。

2.1.1　等效杆端位移法

社会存在决定着社会关系，但存在多元化的价值观念并不意味着其具有合理性，“超女热”“相亲热”“考证热”“出国热”等现象需要引起重视。经济成分的多元化，必然会导致价值观念的多元化，所以不能简单地再以重集体轻个人为标准来评价青年的道德水平，而是以青年的价值观念是否与社会倡导的价值观念一致以及青年所持有的价值观念是否有利于社会发展为衡量标准。

 

(1)

式中:EAe为临时支撑等效轴向抗压刚度;H为临时支撑长度;EA为弹性杆抗压刚度;h为弹性杆长度。

在收集资料之前，首先要确定资料收集的范围和评价标准，以确定其是否是学习中应该使用的资料，资料的内容应与指定的学习目标一致，也就是说学习者在收集资料的同时，检验收集到的资料是否符合既定目标；其次，资料的内容还应符合学习者已有的知识结构，资料的难度应该取其中间值，使学习者通过努力以后能够内化到自己的知识结构中，这样的资料收集才是有效的。如在语法教学中涉及到虚拟语气的内容，这个语法项目学生在中学阶段就学过，但是由于这是语法学习中的难点，而且中学阶段学得比较浅，那么在大学阶段学习的时候，学习这就可以在已有的对虚拟语气认知的前提下去收集一些以前没有学到的知识点，除了一般的共性之外还有一些特例。

在卸载计算中,采用只压不拉单元模拟该弹性杆,并通过施加杆端下端支座的强迫位移来模拟千斤顶的下降。当所有弹性杆的轴向压力变为零时,整个卸载过程完成。该方法仅能用于模拟各临时支撑相互独立情况,且无法验算临时支撑构件的安全性。

2.1.2　千斤顶单元法

千斤顶单元法是将主体结构与临时支撑共同建立于卸载计算模型中,并在二者之间采用只拉不压单元模拟千斤顶的方法。在该方法中,设定千斤顶单元轴向线刚度为无穷大,采用施加温度作用的方法控制千斤顶单元的轴向变形。卸载模拟时,设千斤顶单元初始长度为l0,其材料的线膨胀系数为α=1/l0。当温度变化ΔT时,千斤顶单元的收缩量为:

学校导向在产学研协同育人协同作用的影响因素是多层次的，采用层析分析法对该问题进行分析，影响因素选取及影响因素打分排序上遵循定性分析和定量分析相结合的原则。步骤如下：

Δl=αl0ΔT=ΔT

(2)

2.1.3　约束方程法

约束方程是一种关联自由度的线性方程。约束方程法是在主体结构与临时支撑之间,采用约束方程模拟千斤顶上、下两节点之间相对竖向位移的方法。具体做法为,在模型的临时支撑顶点上设置一个很短的只压不拉单元,并将该单元顶节点与相应的主体结构节点的竖向位移用约束方程耦合。模拟卸载过程千斤顶下降的约束方程为:

Δzi-j=U(i)×Co(i)+U(j)×Co(j)

(3)

式中:U为节点在竖向自由度方向上的位移量;i为模型中与实际结构相对应的千斤顶上端节点;j为对应的千斤顶下端节点;Δzi-j为i节点、j节点的相对竖向位移,即当前卸载阶段千斤顶的总下降量。卸载计算时,取Co(i)=1,Co(j)=-1。当模型中所有支撑顶节点内力均为零时,卸载完成。整个过程可在有限元程序中实现。

(2) 该支撑两测点监测值与理论计算值差异较小,相差最大时实测值比理论值小5.31 MPa,出现在CS-2阶段,出现差异的原因主要是作用于L18支撑上实际荷载与理论值的差异。

上述3种方法均能考虑临时支撑由于其轴向压力的变化导致的压缩或回弹,同时也可准确模拟千斤顶在卸载过程中与主体结构脱离的现象。但是,这3种计算方法仅能根据预先设定的卸载阶段计算,得到与各卸载阶段相对应的主体结构和临时支撑的计算结果。而实际的卸载过程与预定的卸载阶段之间会存在差异,且由于设备控制、风荷载和温度作用的不确定性等多种因素影响,主体结构的实际受力状态与理论计算结果将产生较大偏差。因此,上述卸载计算理论仅可用于卸载方案的制定,不能用于控制卸载过程。

2.2　现行规范预警评估方法

目前,临时支撑卸载过程控制大多采用监测结果与规范规定的预警值进行比较的方法。在得到处理完成的监测数据后,根据监测结果对结构进行预警评估。

在预警值的确定方面,现行国家规范《建筑与桥梁结构监测技术规范》(GB 50982—2014)[9]规定,宜按“分区、分级、分阶段”的原则,结合施工过程结构分析结果确定预警值。《建筑工程施工过程结构分析与监测技术规范》(JGJ/T 302—2013)[10]规定,应力预警值可按构件承载力和施工过程分析结果设定。当应力监测值接近规范限值或设计要求,监测结果超过施工过程分析结果40%以上且出现较大荷载时,宜进行预警。可见,现行国家规范规定的预警值是根据构件承载力和施工过程计算结果确定的固定值。

但是,对于临时支撑卸载过程,卸载区域部分构件内力可能在短时间内发生突变,甚至可能由受拉突变为受压状态,构件承载力由强度控制变为由整体稳定控制;而规范中未明确指出不同施工阶段构件承载力不同时预警阈值的确定方法。另外,卸载瞬间构件的内力突变导致结构局部振动,结构有因应力变化率过大而失效的风险。规范中未考虑对应力变化率较大时的预警。考虑卸载过程中结构受力的特殊性,上述规范规定的预警值确定方法具有一定的局限性,采用该方法确定的预警值无法有效控制卸载过程。

A：由于孩子从小在北京长大，接触的中文比较多，所以他刚开始会听的中文比英文要多，但因为在家经常是两种语言，导致他到了3岁半也不会完整地去表达一句话（不管是英文还是中文）。我发现，双语环境下的孩子通常说话都晚，但一旦开窍他们学得很快。现在我的孩子可以流利地切换中英文。

等效杆端位移法将各独立的临时支撑塔架等效为具有相同轴向线刚度的弹性杆,即应满足下式条件:

2.3　综合预警评估法

针对卸载计算理论和现行规范预警控制方法的不足,本文提出了针对临时支撑卸载过程的综合预警评估法。

根据卸载方案完成卸载过程模拟计算,得到各卸载阶段结构内力的理论值;对各卸载阶段关键构件内力进行实时监测,得到各卸载阶段的实际监测结果;根据监测结果,修正卸载计算模型,得到更新的卸载过程模拟结果。基于此,可进一步确定卸载过程的预警值、评估方法和预警机制。

2.3.1　预警值

综合考虑钢材牌号、钢材板厚及受拉和受拉构件承载力差异,确定应力预警阈值。为考虑某个构件在不同卸载阶段受力状态的不同,本文定义应力预警阈值分类系数α',实现对预警阈值的分类。α'按下式取值:

 

(4)

式中:φ为轴心受压构件稳定系数,按《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)[14]取值。此外,设定黄色、橙色和红色三级预警。因此,应力预警值σu可用下式表示:

σu=γα'fd

(5)

式中:γ为预警值调整系数,黄色预警时取0.5,橙色预警时取0.7,红色预警时取0.9;fd为材料强度设计值。应力预警值如表2所示。

此外,当实测应力值高于理论计算值时,施工结构也可能存在安全风险。因此,本文参考《建筑工程施工过程结构分析与监测技术规范》(JGJ/T 302—2013)[10],以大于卸载过程模拟计算值40%的理论应力计算值作为预警值。

2.3.2　评估方法

采用应力监测值与本文规定的预警值相比较的方法对结构构件进行评估。根据构件受力状态不同,分别考虑强度评估和稳定评估。

针对临时支撑卸载过程结构受力的特殊性,并结合现行国家规范,本文提出当发生以下3类情况时应立即预警:①第1类:应力监测值超过预警值;②第2类:应力监测值在短时间内发生突变,包括应力突然变号;③第3类:应力监测值超过经模型更新后的卸载过程分析结果40%以上。

 

(6)

对于空间钢桁架结构,构件以受轴力为主。采用构件的平均应变与预警值比较方法对构件进行预警评估,即轴向应变应满足下式要求:

反冲质子磁谱仪的性能模拟结合了中子探测和反冲质子的动量分析等物理过程。首先，根据中子与反冲聚乙烯靶相互作用机理，采用蒙特卡罗方法模拟不同能量的中子在聚乙烯靶中的输运过程，获得反冲质子的能量和角分布；其次，以束流光学计算为基础，模拟反冲质子在磁分析单元中的色散、偏转和聚焦过程；最后，获得反冲质子在焦平面上的空间分布。模拟计算主要分为5个过程：

 

(7)

对于受拉构件,为强度评估,α'=1.0;对于受压构件,为整体稳定评估,α'=φ。

由于构件受轴力为主,一个截面各应变计的监测数据相差不大,因此,可采用直接测得的应变值与本文提出的预警值进行比较进行构件的评估,即测得的应变值应满足下式要求:

 

(8)

  

图3　圆管截面应变计布置Fig.3　Strain gauges layout on the circular tube section

2.3.3　预警机制

通常情况下对于圆管截面构件,在进行应力监测时会在一个截面布置2～4个应变计。如图3所示。测得的应变值分别为ε1～ε4。则构件在该截面的平均应变,即轴向应变为:

这套铜餐具由耳杯、小碟、盘、盒、碗组成，外加罍形的餐具外壳，按照大小依次叠放整齐后可全部装入铜壶之中，共达60件。

当第1类预警情况发生时,施工现场应根据预警等级并结合卸载模拟计算结果,检查结构受力状态;当发生橙色及以上级别预警时,应根据实际情况重新计算评估结构受力状态,必要时应对受力不利部位进行加固。当第2类预警情况发生时,应检查结构体系是否发生不可控变化,并将监测结果与模拟计算结果进行对比,评估结构当前受力状态。当第3类预警情况发生时,应根据实际监测结果调整卸载模型,重新进行模拟计算;必要时应根据新的模拟计算结果调整卸载方案后,方可进行后续卸载。由此,可实现对临时支撑卸载过程的有效控制。

(1) 临时支撑L18上主肢应力监测值与理论值趋势相同;在CS-1阶段,临时支撑L19～L28卸载后,部分结构自重传至该支撑导致其压应力值增大;在CS-3阶段,该支撑卸载完成后,由于其自重作用，S15-1和S15-2测点仍存在压应力,其值分别为-8.12 MPa和-5.12 MPa。

3　卸载过程预警评估分析

3.1　卸载过程应力监测

(2) 临时支撑L23和L24拆除时应力值发生突变,现场进行了预警,现场对结构检查后未发现异常;此后桁架ZWJ1由于自重作用跨中下弦杆受拉,即下弦杆应力为正值。

针对芜湖站施工现场的客观条件,该工程采用有线数据采集与无线信号传输相结合的监测系统:现场采用数据线将传感器与数据采集系统相连接;数据采集系统将采集的数据以无线传输模式传至中心服务器。

 

表2　应力预警值

 

Tab.2　Early warning threshold for stress

  

监测指标监测内容预警值/MPa安全黄色橙色红色阈值应力Q345Q235t≤16mm[0，155α＇](155α＇，217α＇](217α＇，279α＇](279α＇，310α＇]310α＇16mm

  

图4　应力预警评估曲线

 

Fig.4　Stress curves for early warning and assessment

采用振弦式表面应变计监测构件应力,如图5所示。基于上述测点布置原则,对屋面桁架ZWJ1、CWJ3、CWJ6、CWJ9、ZWJ2、ZWJ3和CWJ12的上、下弦杆共选取14个应力测点(S1～S14),如图6a)所示；每个测点布置3个应变计，如图6c)所示。对临时支撑L18、L25和L26的主肢共选取3个应力测点(S15～S17),如图6b)所示；每个测点布置2个应变计，如图6d)所示。

因现场条件限制,应力测点随施工过程的进行依次安装,因此无法测得测点的初始值。本文将各测点的CS-0阶段理论计算值作为应力监测初始值。

  

图5　监测系统现场布设Fig.5　Installation of monitoring points

3.2　临时支撑应力分析

限于篇幅,取临时支撑L18(S15)的应力结果进行分析。支撑L18两个测点的应力值随卸载阶段变化的趋势如图7 a)所示。可以看出:

以某工程临时支撑卸载过程监测受压构件应力曲线为例,对上述预警机制加以说明。如图4所示。在第2卸载阶段,受压构件在一段时间超出了理论计算值的40%,故此时进行第3类预警。在第3卸载阶段完成时刻,应力值突变,并超过黄色预警值,故此刻进行第2类预警。在第4卸载阶段,受压构件超过了橙色预警值-0.7φfd,此刻进行第1类预警;若采用未考虑受压构件稳定的预警值-0.7fd,则此时不会进行橙色预警,施工现场未对潜在危险采取应急措施,后续卸载阶段将存在安全隐患。因此,本文提出的预警阈值分类系数是合理且必要的。

灾难性事件可以彻底改变一个栖息地的HSI，令物种数量偏离均衡值，EMBBO算法中模仿这一过程的操作，即突变操作。描述每个栖息地发生突变的概率为突变率

  

图6　应力测点和应变计布置

 

Fig.6　Layout of stress measuring points and strain gauges

(3) 在CS-1和CS-2阶段初始时刻,S15-1和S15-2测点应力出现两次突变,卸载过程中分别进行了预警,现场对结构检查后未发现异常。

3.3　主桁架应力分析

取桁架ZWJ1下弦杆(S2)和CWJ9上弦杆(S6)应力结果进行分析。S2和S6测点的应力值随卸载阶段变化的趋势如图7b)～c)所示。

由图7b)可知:

把“正能量”诠释为积极、向上，不会有问题。问题出在都标榜自己是积极、向上，而没有人说自己消极、颓废、滑坡、向下的。因而，须搞清何谓积极向上？如何考量积极向上？

(1) 桁架ZWJ1的下弦杆测点S2-1～S2-3的拉应力值随卸载过程的推进总体呈增大趋势,且监测值和理论值趋势相同。

铁路芜湖站新建站房二期屋面临时支撑卸载过程监测主要包括关键构件应力和桁架变形监测。本文主要介绍应力监测,并基于应力监测结果对整个卸载过程进行预警评估。

(3) 该测点3个应变计实际监测值存在差异,说明该构件有次弯矩存在;在CS-2阶段,S2-1和S2-3出现波动,波动过程中实测值与理论值最大差值S2-1为10.15 MPa,S2-3为19.78 MPa,均超出理论值的40%,施工过程中进行了预警,调整了后续阶段的卸载速度;CS-3和CS-4阶段应力变化平稳。

(4) 测点S2-1～S2-3的拉应力最大值为38.48 MPa,小于黄色预警值155 MPa。

由图7 c)可知:

6 作者投稿时须从邮局汇20元稿件处理费，请勿在稿件中夹寄。稿件确认刊载后，将按标准向作者收取版面费(版面费请从邮局寄给本刊编辑部)。我刊收到版面费后，将出具正式收据，以挂号信形式寄给作者。稿件刊登后酌致稿酬，并赠当期杂志1册。稿件及汇款请勿寄给个人。

(1) 桁架CWJ6的上弦杆(截面规格为φ325 mm×12 mm)测点S6-1～S6-3的监测值和理论值趋势相同;3个应变计实际监测值存在差异,说明该构件有次弯矩存在。

2.3.2 学生评价。实习完成后，进行不记名问卷调查形式进行评价，条目包括[3]：a（是/否）提高临床思维逻辑推理能力；b（是/否）增加学习兴趣和学习热情；c（是/否）能够更加深刻的理解理论知识；d（是/否）提高分析和解决问题能力；e（是/否）提高语言表达能力；f（是/否）增强团队协作；g（是/否）提高自学能力；h（是/否）提高文献检索能力；i（是/否）有必要开展EBM+PBL教学。

据他推断，这些热斑可能是由磁场中的激波产生的，就和太阳表面喷出的太阳耀斑一样。不过，根策尔团队也在论文中谨慎地表示，这个模型可能过于简单了。根策尔博士说，相对论效应将黑洞的邻居变成了无数面镜子，通过它们，我们可以一窥黑洞的面貌，“目前，我们的陈述还太模糊，没有太多证据。我们必须继续深入研究，这样才能更好地理解这些‘镜中现象’，还原出事情的真相。”

(2) 在CS-2阶段初始时刻,支撑L12的卸载,S6测点应力值发生突变,构件由受拉变为受压状态,构件预警值发生变化,如表3所示;应力发生突变时,施工现场立即预警,对结构进行检查并调整了卸载速度,确保了后续卸载过程安全、顺利进行。

(3) 在整个卸载过程中,监测值与理论计算值存在差异,两者最大差值出现在CS-3阶段,实测值比理论值小26.99 MPa。

(4) 由表3可知,CWJ6跨中上弦杆由受拉转为受压状态后,构件承载力下降,黄色预警值降低了7 MPa,实测受压最大值为-43.24 MPa,小于黄色预警值-148 MPa。

  

图7　屋面桁架应力监测结果与计算结果Fig.7　Results of monitoring and calculationfor the roof truss stress

 

表3　S6预警结果

 

Tab.3　Result of early warning for S6

  

受力状态实测最大值/MPaα＇黄色预警值/MPa受拉8．201．000155受压-43．240．957-148

4　结论

本文针对大跨度空间结构临时支撑卸载过程的受力特点,结合卸载过程力学方法和施工过程监测方法,提出了控制卸载过程的综合预警评估法,并对芜湖车站站房二期屋面钢桁架临时支撑卸载进行了预警评估,得出以下主要结论:

趋势是方向，趋势就是财富，趋势对了，躺着都能挣钱。笔者对于未来新零售趋势判断如下：随着科技的不断提升，CS渠道的新零售将会以无边界的形态渗透到消费者生活的方方面面。新零售未来将会朝着精准、温度、融合、重塑、信任的五大趋势发展，将形成场景无限、货物无边、人店无间的无界新零售。笔者根据CS渠道的特性分别解读此5大趋势：

(1)考虑临时支撑卸载过程中构件受力状态改变导致预警阈值变化的情况,提出了应力预警值分类系数α',并分三级预警,实现了在卸载过程中对结构更准确的预警评估。

(2)对于空间钢桁架结构,采用直接测得的应变值与本文提出的预警值进行比较的方法,对构件进行应力评估,该评估方法直接有效。

(3)提出的综合预警评估机制针对卸载过程,分3类情况进行预警;当预警发生时,现场及时对结构进行了安全检查评估,采取了相应的应急措施,并根据评估结果进行后续卸载过程的调整,确保了整个卸载过程安全顺利地进行,实现了临时支撑卸载过程的伺服控制。

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