張弦梁體系安裝數(shù)值仿真及監(jiān)控施工工法(附圖)

1、張弦梁體系安裝數(shù)值仿真及監(jiān)控施工工法 二零一四年二月張弦梁體系安裝數(shù)值仿真及監(jiān)控施工工法1 前言目前各地正在興建眾多的大跨度建筑，如體育場館、展覽會堂等。這些建筑往往成為當(dāng)?shù)氐貥?biāo)性建筑。大跨度建筑屋面系統(tǒng)經(jīng)常采用張弦梁體系。張弦梁體系的特點(diǎn)在于引入了預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼索。鋼索索體強(qiáng)度通?？蛇_(dá)到1670兆帕。高強(qiáng)材料引入意味著構(gòu)件截面更小，實(shí)現(xiàn)了更為輕盈的建筑效果。對鋼索施加預(yù)應(yīng)力，一方面可以為結(jié)構(gòu)提供反拱，有效改善了大跨度結(jié)構(gòu)撓度過大的問題；另一方面可以改善結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，降低了結(jié)構(gòu)造價。因此張弦梁體系是一種大有可為的新型結(jié)構(gòu)體系。但是張弦梁體系對于安裝施工有著特殊要求。設(shè)計(jì)單位給出的是安裝施工完成

2、時的索力和形狀（施工完成態(tài)）。施工單位需進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算，預(yù)測施工開始時的結(jié)構(gòu)形態(tài)（施工初始態(tài)），經(jīng)過鋼結(jié)構(gòu)安裝施工和索張拉后是否能達(dá)到施工完成態(tài)的要求。同時，在安裝施工過程中也需要對索力及結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并與數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果對比，及時進(jìn)行糾偏，保證施工完成態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。嘉定體育中心（一期）新建工程位于上海市嘉定區(qū)，競賽館屋面采用了空腹式張弦桁架體系，平面尺寸為66.0x73.8米?？崭故綇埾诣旒荏w系作為一種新型的大跨度張弦梁結(jié)構(gòu)，具有無桁架斜腹桿，建筑造型簡潔通透的優(yōu)點(diǎn)。本公司在該項(xiàng)目施工中，研究了安裝過程動態(tài)仿真，以及索力監(jiān)控等施工關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合PDCA項(xiàng)目管理方法，形成了本工法。

3、2 工法特點(diǎn)本工法的兩大核心內(nèi)容為施工過程動態(tài)仿真以及施工過程信息化監(jiān)控。施工過程動態(tài)仿真的主要內(nèi)容為通過建立基于時間軸的三維動態(tài)模型，模擬整個施工周期內(nèi)的張弦梁體系成型過程。通過計(jì)算可以得到結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)的應(yīng)力及變形時程，從而選擇合理施工方案，指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，從預(yù)案上使得施工完成時的張弦梁屋蓋形狀符合建筑要求，并確保張弦梁體系施工過程的結(jié)構(gòu)安全。施工過程信息化監(jiān)控的主要內(nèi)容為通過無損數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對整個施工周期內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)的應(yīng)力、位移進(jìn)行監(jiān)控，及時進(jìn)行糾偏，從實(shí)測上保證結(jié)構(gòu)安全，并保證施工完成時的形狀符合建筑要求。對于張弦梁中的索力監(jiān)控，本工法采用了專門研制的數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀，對拉索進(jìn)行無損

4、監(jiān)控。本工法所研發(fā)的數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀已申請國家專利。本工法實(shí)現(xiàn)了張弦梁體系施工過程的可預(yù)見性、可控性，保證了施工過程的結(jié)構(gòu)安全，以及施工完成后索力和結(jié)構(gòu)變形符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，提高了施工質(zhì)量，節(jié)約了施工工期，降低了工程造價，取得了顯著效益。3 適用范圍本工法適用于各類張弦梁體系的施工，如空腹式張弦桁架、弓式張弦梁、輪輻式張弦梁等。4 工法原理4.1 施工過程動態(tài)仿真原理建立結(jié)構(gòu)三維動態(tài)模型，考慮索的大變形特點(diǎn)，采用非線性有限元法進(jìn)行施工過程時程分析。結(jié)構(gòu)單元（比如邊跨張弦梁和中間跨張弦梁）出現(xiàn)的時刻依據(jù)施工方案，同時有部分結(jié)構(gòu)單元會在后期消失（如臨時支撐）。結(jié)構(gòu)上的荷載出現(xiàn)的時刻也依

5、據(jù)施工方案（比如主索張拉的力度和階次）。因?yàn)樗鹘Y(jié)構(gòu)的幾何非線性，采用不同的施工方案，其仿真運(yùn)算的結(jié)果不同，體現(xiàn)了非線性結(jié)構(gòu)的路徑相關(guān)性。應(yīng)用計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝，選擇合理的施工方案，確定預(yù)應(yīng)力的梯度和施加順序。施工過程動態(tài)仿真符合了PDCA項(xiàng)目管理方法中對于預(yù)先計(jì)劃的要求。4.2 施工過程信息化監(jiān)控原理施工過程信息化監(jiān)控原理為對施工全過程的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，并與施工動態(tài)仿真結(jié)果進(jìn)行對比，及時進(jìn)行糾偏。施工過程信息化監(jiān)控符合了PDCA項(xiàng)目管理方法中對于過程監(jiān)測及糾偏的要求。施工過程監(jiān)控的信息化主要體現(xiàn)在采用電子設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和記錄。整個施工過程歷時長，觀測位置不易接近，為節(jié)約人力及保障人

6、員安全，宜用電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和記錄。監(jiān)控設(shè)備不能影響各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能，因此宜采用無損方法進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測。針對張弦梁體系索的無損監(jiān)控難題，研發(fā)了數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀。電子索力監(jiān)測儀原理如下： 測桿十字頭支座鎖母固定端抱箍測量端抱箍測量裝置測量裝置原理圖數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀由測量裝置,數(shù)顯表及電控箱組成，可實(shí)現(xiàn)對索力的持續(xù)測量監(jiān)控。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 工藝流程建立三維動態(tài)模型依據(jù)備選施工方案進(jìn)行非線性時程分析得到各方案結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)位移及索力的仿真時程曲線與設(shè)計(jì)方提供的結(jié)構(gòu)形狀及索預(yù)應(yīng)力對比，確定最優(yōu)施工方案依據(jù)最優(yōu)施工方案，確定結(jié)構(gòu)起拱量，指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)依據(jù)深化設(shè)計(jì)圖，進(jìn)行

7、構(gòu)件制作實(shí)時監(jiān)控結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)位移及索力，并與仿真時程曲線對比依據(jù)對比結(jié)果，調(diào)整索張拉的力度和順序，及時進(jìn)行糾偏達(dá)到預(yù)定結(jié)構(gòu)形狀及索預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)安裝完成依據(jù)最優(yōu)施工方案，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝圖5.1.1 施工流程圖5.2 建立三維動態(tài)模型5.2.1建立三維整體模型因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)為空間體系，整體受力，所以仿真計(jì)算模型必須采用三維整體模型?？刹捎肅AD軟件建立空間線框模型。建模型時應(yīng)注意尺寸需精確到毫米。CAD軟件具有數(shù)據(jù)精確，空間造型能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)?？臻g線框模型建好后，可保存為DXF格式，并導(dǎo)入有限元軟件。有限元軟件可采用SAP2000或MIDAS等通用有限元程序。DXF格式可被大多數(shù)的有限元軟件讀取，是數(shù)據(jù)交

8、換的中間站。在有限元軟件中賦予線框單元屬性。桁架采用空間梁單元。索應(yīng)采用索單元?？紤]索的大變形因素，同時需打開索單元的幾何非線性開關(guān)，這樣可以充分模型張拉時索的伸長。以嘉定體育中心競賽館張弦桁架為例，拉索采用高釩索，拉索索體公稱抗拉強(qiáng)度為1670MPa,，鋼索公稱直徑為90mm。張弦桁架總計(jì)8榀，高釩索總計(jì)8根。張弦桁架立面圖見下圖：結(jié)構(gòu)平面布置見下圖：根據(jù)設(shè)計(jì)圖建立整體計(jì)算模型。圖5.2.1 整體計(jì)算模型（骨架效果圖）圖5.2.2 整體計(jì)算模型（線框圖）5.2.2 賦予各結(jié)構(gòu)單元時間特性賦予各結(jié)構(gòu)單元時間特性，就是確定各結(jié)構(gòu)單元何時出現(xiàn)。這樣就把整體模型轉(zhuǎn)化為了三維動態(tài)模型?？梢栽谟?jì)算軟件中

9、把構(gòu)件分組，并制定各組出現(xiàn)的時間。這是建立動態(tài)仿真模型的關(guān)鍵。將整個施工過程劃分為數(shù)個時間步（階段），每個時間步上的模型因各組的組合不同，因此各不相同，形成了動態(tài)模型。以嘉定體育中心工程為例，各組出現(xiàn)的順序?yàn)椋旱谝浑A段，第一組出現(xiàn)（第一榀）第二階段，第二組出現(xiàn)（第二榀）第三階段，第三組出現(xiàn)（第三榀）第四階段，第四組出現(xiàn)（第四榀）第五階段，第五組出現(xiàn)（第五榀）第六階段，第六組出現(xiàn)（第六榀）第七階段，第七組出現(xiàn)（第七榀）第八階段，第八組出現(xiàn)（第八榀）第九階段，第九組出現(xiàn)（端跨構(gòu)件）第十階段，檁條及屋面板自重荷載出現(xiàn)5.3非線性時程分析及仿真時程曲線索為高柔性單元，需要考慮大變形因素帶來的幾何非線性

10、。進(jìn)行分析時需打開有限元軟件的時程分析功能，得到對應(yīng)各階段的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)力和位移。為防止索受力超載，影響結(jié)構(gòu)安全，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注索力的時程曲線。同時，施工完成態(tài)的位型也直接影響建筑造型，因此關(guān)鍵點(diǎn)的位移也需要加以監(jiān)控。以嘉定體育中心工程為例，選取四處索力時程曲線及兩處位移時程曲線加以說明。C點(diǎn)F點(diǎn)E點(diǎn)B點(diǎn)A點(diǎn)D點(diǎn)圖5.3.1 索力關(guān)鍵點(diǎn)布置圖此四個點(diǎn)的時程曲線計(jì)算結(jié)果為：A點(diǎn)索力時程曲線（單位KN）B點(diǎn)索力時程曲線（單位KN）C點(diǎn)索力時程曲線（單位KN）D點(diǎn)索力時程曲線（單位KN）E點(diǎn)豎向位移曲線及F點(diǎn)水平位移曲線為：E點(diǎn)豎向位移曲線（單位mm，向上為正）F點(diǎn)水平位移時程曲線（單位mm，向外為正）

11、5.4 確定最優(yōu)施工方案及深化設(shè)計(jì)根據(jù)各備選施工方案的仿真計(jì)算結(jié)果，可以選擇施工完成態(tài)最為接近設(shè)計(jì)給定的，糾偏工作量最小的施工方案，這就是最優(yōu)的施工方案。根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果，可以指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，合理確定結(jié)構(gòu)反拱值，以降低工程造價。以嘉定體育中心工程為例，通過數(shù)值仿真，考慮糾偏工作量最小，確定了最優(yōu)施工方案為：步驟一：第一榀桁架拼裝到位。步驟二：第二榀桁架拼裝到位。步驟三：安裝兩榀桁架之間的構(gòu)件，并隨之安裝吊桿、拉索并張拉第一榀桁架。步驟四：將第二榀桁架滑移至第一榀桁架位置為止，安裝第二榀桁架拉索并張拉。步驟五：安裝第三榀桁架及與第二榀桁架之間的構(gòu)件：步驟六：進(jìn)行桁架滑移，將第三榀桁架滑移至第

12、二榀的位置，并隨之安裝第三榀拉索并張拉。步驟七：重復(fù)以上操作，直至8榀桁架張拉完畢。通過數(shù)值仿真，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，采用最優(yōu)施工方案的話結(jié)構(gòu)可不用預(yù)先起拱，施工完成態(tài)結(jié)構(gòu)各控制點(diǎn)形狀與設(shè)計(jì)給定值偏差均小于20mm，滿足設(shè)計(jì)要求，保證了建筑效果。并且按此施工順序，施工完成時索的內(nèi)力與設(shè)計(jì)給定值偏差均小于5%，滿足設(shè)計(jì)要求，避免了索的補(bǔ)張拉，節(jié)省了糾偏的工作量和時間。據(jù)此確定深化設(shè)計(jì)全模型為：深化設(shè)計(jì)整體模型因?yàn)樯罨O(shè)計(jì)可不起拱，所以減小了構(gòu)架加工長度，節(jié)約了材料用量。同時數(shù)值仿真計(jì)算顯示張拉過程中桁架節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)較大應(yīng)力，采用加腋的方法對空腹桁架弦桿與腹桿連接節(jié)點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行了加強(qiáng)，保證了結(jié)構(gòu)安全。深化設(shè)計(jì)

13、單元模型5.5 鋼結(jié)構(gòu)安裝，索力、位移監(jiān)控及糾偏確定最優(yōu)施工方案后，按最優(yōu)施工方案進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝及索力、位移監(jiān)控。鋼結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)數(shù)值仿真的各時間步（階段）。索力的監(jiān)控應(yīng)采用無損檢測方式，并進(jìn)行全過程的記錄。采用數(shù)顯式電子索力檢測儀，較之常用的應(yīng)變片的方法，對索的影響更小，而且便于拆裝，可重復(fù)利用。位移監(jiān)控可采用全站儀進(jìn)行監(jiān)控記錄。也可采用電子位移計(jì)，將測量結(jié)果直接引入計(jì)算機(jī)。當(dāng)監(jiān)控結(jié)果與數(shù)值仿真相差較大時，應(yīng)及時進(jìn)行糾偏。糾偏可采用補(bǔ)張拉的方法，對索進(jìn)行二次張拉。補(bǔ)張拉宜分階進(jìn)行，每階補(bǔ)張拉后應(yīng)檢測各控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)。以嘉定體育中心為例，鋼結(jié)構(gòu)安裝完全依據(jù)數(shù)值仿真選擇的最優(yōu)施工方案：首先拼裝

14、第一榀桁架，然后對第一榀拉索進(jìn)行張拉；然后拼裝第二榀桁架，對第二榀拉索進(jìn)行張拉；依次循環(huán)，直至八榀主桁架拼裝及張拉完成。然后散件拼裝法安裝南北兩側(cè)端跨構(gòu)件。最后安裝屋面檁條及屋面板。安裝第一榀和第二榀安裝第三榀和第四榀安裝第五榀和第六榀安裝第七榀和第八榀安裝端跨及馬道、檁條安裝屋面板以下為索力監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場照片：安裝數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀測量讀數(shù)索力監(jiān)控采用的是數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀，關(guān)鍵點(diǎn)變形采用的是全站儀。經(jīng)全程監(jiān)控，A、B、C、D四點(diǎn)的實(shí)測索力時程曲線（實(shí)線為實(shí)測時程曲線，虛線為仿真計(jì)算曲線）為：A點(diǎn)實(shí)測索力時程曲線（單位KN）B點(diǎn)實(shí)測索力時程曲線（單位KN）C點(diǎn)實(shí)測索力時程曲線（單位KN）D

15、點(diǎn)實(shí)測索力時程曲線（單位KN）E點(diǎn)豎向位移實(shí)測曲線及F點(diǎn)水平位移實(shí)測曲線（實(shí)線為實(shí)測時程曲線，虛線為仿真計(jì)算曲線）為：E點(diǎn)豎向位移曲線（單位mm，向上為正）F點(diǎn)水平位移曲線（單位mm，向外為正）從時程曲線對比可以看出，采用數(shù)值仿真與實(shí)際監(jiān)控較為吻合，較好的指導(dǎo)了實(shí)際施工，在無需進(jìn)行糾偏的情況下，保證了索力偏差不超過設(shè)定值的5%，關(guān)鍵點(diǎn)變形偏差不超過20mm，滿足了設(shè)計(jì)要求，保證了結(jié)構(gòu)安全，降低了施工成本。6 材料與設(shè)備本工法的主要機(jī)具設(shè)備為位移、應(yīng)力監(jiān)測儀器。位移可采用全站儀或電子位移計(jì)。應(yīng)力監(jiān)測儀器可采用應(yīng)變片、數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀等。索力無損監(jiān)控的關(guān)鍵設(shè)備可采用數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀，系統(tǒng)包

16、含測量裝置及數(shù)顯儀表：數(shù)顯式電子索力檢測儀系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)顯儀表參數(shù)如下：項(xiàng)目參數(shù)輸入電壓(V)85230功率(W)15重量(kg)1.28外形尺寸(mm)長寬高 295×195×66輸入信號TTL方波分辨率(um)1測量裝置參數(shù)如下：安裝完成后需要保證圖示中抱箍距離L=2000mm，調(diào)節(jié)固定端抱箍十字頭，使測桿可以順暢前后移動。調(diào)整測桿露出長度L1使側(cè)桿可以在L1位置前后能移動50mm，然后鎖緊十字頭上鎖母。實(shí)物照片見附圖?，F(xiàn)場安裝位置安裝示意讀數(shù)示意7 質(zhì)量控制7.1、質(zhì)量控制依據(jù)的規(guī)范為：質(zhì)量管理和質(zhì)量保證 GB/T19000工程測量規(guī)范 GB 50026建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)

17、收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB 50300鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB502057.2數(shù)值仿真應(yīng)采用兩種以上的計(jì)算軟件相互驗(yàn)證，以保證仿真結(jié)果可靠。各控制點(diǎn)計(jì)算結(jié)果偏差應(yīng)在10%以內(nèi)。7.3各測點(diǎn)應(yīng)每天早、中、晚各記錄一次。7.4 當(dāng)結(jié)構(gòu)上新增荷載時，如安置馬道、安置檁條、安置屋面板等，應(yīng)在變形及應(yīng)力穩(wěn)定后及時記錄。當(dāng)結(jié)構(gòu)體系發(fā)生轉(zhuǎn)換時，如拆除臨時支撐、落于支座時，應(yīng)在變形及應(yīng)力穩(wěn)定后及時記錄。7.5 記錄數(shù)據(jù)時需同時記錄測量時刻的溫度，并對測量結(jié)果做溫度修正。7.6 同一點(diǎn)應(yīng)間隔一分鐘讀取三次，取其平均值作為觀測結(jié)果。防止意外沖擊導(dǎo)致數(shù)據(jù)漂移。7.7 測量前需對數(shù)顯式索力監(jiān)測儀進(jìn)行清零。并確認(rèn)零值無漂

18、移后方可進(jìn)行監(jiān)控。7.8 連接數(shù)據(jù)線時應(yīng)保證接頭防潮防雨，避免雨水侵入。否則會造成數(shù)據(jù)失真。7.9現(xiàn)場安裝測量裝置時測桿不得相對抱箍旋轉(zhuǎn)，否則會損壞內(nèi)部元件，造成數(shù)據(jù)失真。8 安全措施8.1 對施工過程中所需的安全設(shè)施、設(shè)備及防護(hù)用品進(jìn)行驗(yàn)證和檢查，嚴(yán)禁劣質(zhì)防護(hù)用品進(jìn)入施工現(xiàn)場。8.2 現(xiàn)場臨時用電執(zhí)行JGJ462005施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范，做好檢查、驗(yàn)收。8.3 施工過程中的洞口、臨邊、高處作業(yè)必須采取安全防護(hù)措施；底層的通道口要合理布置，其它地方必須封閉；工程高度超過30m的要設(shè)雙層防護(hù)棚，且間隔60cm。8.4 現(xiàn)場足額配置有效的消防器材，設(shè)專人負(fù)責(zé)管理。臨時用電設(shè)施等危險部位，

19、應(yīng)設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志。安全標(biāo)志的設(shè)置必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。8.5 測量裝置現(xiàn)場電源電氣連接必須由具有資質(zhì)的電工進(jìn)行操作。在雷雨天，應(yīng)注意電氣線路的安全可靠。8.6 測量裝置及線纜應(yīng)遠(yuǎn)離明火及熱源。8.7 不得在測量裝置帶電的情況下拔插連接到測量裝置的數(shù)據(jù)線。測量裝置在監(jiān)控全過程應(yīng)保證常電。9 環(huán)保措施9.1 施工現(xiàn)場將遵照中華人民共和國建筑施工場界噪聲限值（GB1252390）制定降噪的相應(yīng)制度和措施。9.2對噪聲超標(biāo)造成環(huán)境污染的機(jī)械施工，其作業(yè)時間限制在7：00至12：00和14：00至22：00之內(nèi)。9.3各項(xiàng)施工均選用低噪聲的機(jī)械設(shè)備和施工工藝。施工場地布局要合理，盡量減少施工對

20、居民生活的影響，減少噪聲強(qiáng)度和敏感點(diǎn)受噪聲干擾時間。9.4 施工現(xiàn)場設(shè)立專門的廢棄物臨時貯存場地，廢棄物應(yīng)分類存放，對有可能造成二次污染的廢棄物必須單獨(dú)貯存、設(shè)置安全防范措施且有醒目標(biāo)識。9.5 測量裝置所用元器件需經(jīng)環(huán)保認(rèn)證，制作及使用過程不對環(huán)境產(chǎn)生污染。測量裝置表面油漆采用環(huán)保型水性漆。9.6 夜間作業(yè)時應(yīng)防止光污染，夜間照明只照射施工區(qū)域，不影響周圍辦公區(qū)、居民區(qū)辦公及休息。9.7 選用的測量裝置應(yīng)綠色節(jié)能。數(shù)據(jù)記錄及分析裝置盡量選用能耗低的節(jié)能產(chǎn)品。10 效益分析預(yù)應(yīng)力施工工況為預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)施工的一個重要環(huán)節(jié)。對于空腹式張弦桁架結(jié)構(gòu)，需根據(jù)構(gòu)件安裝情況及預(yù)應(yīng)力施加方案，計(jì)算結(jié)構(gòu)在此施

21、工工況下的應(yīng)力和變形，并以仿真計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際施工。為更好地監(jiān)控空腹式張弦桁架的初始應(yīng)力和位型，宜對張拉施工過程作原位實(shí)時監(jiān)測。采用本工法體現(xiàn)了以下效益：10.1 優(yōu)選了施工方案，節(jié)約了過程中糾偏的時間和支出如果不進(jìn)行仿真計(jì)算和索力監(jiān)控，就不能確定施工方案能夠達(dá)到預(yù)期的結(jié)構(gòu)形狀和索力。這樣會造成施工盲目性，以及施工完成態(tài)的不可預(yù)見性。施工過程中如果出現(xiàn)了較大偏差，就會導(dǎo)致增加糾偏工作量，以致增加成本和拖延工期。采用數(shù)值仿真，可以精確模擬施工過程，從預(yù)案上保證張弦梁體系施工過程的結(jié)構(gòu)安全，從預(yù)案上保證施工完成時的張弦梁屋蓋形狀符合建筑要求。從而避免了時間和費(fèi)用增加，取得了可觀的效益。10.2 指

22、導(dǎo)了鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，避免材料浪費(fèi)及保證建筑效果進(jìn)行仿真計(jì)算，避免了不合理起拱值造成材料的浪費(fèi)，節(jié)約了造價。通過數(shù)值仿真及監(jiān)控，保證了建筑外形符合設(shè)計(jì)要求，也確保了建筑功能，創(chuàng)造了精品工程，增加了社會效益。10.3保證了施工過程中索力不超過限定值，保證了結(jié)構(gòu)安全 進(jìn)行索力實(shí)時監(jiān)控，確保索力不超過安全值。索結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是一旦索超載被拉斷，將引進(jìn)連鎖反應(yīng)，造成結(jié)構(gòu)的破壞。因此索力不超過設(shè)計(jì)范圍是保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。10.4 實(shí)現(xiàn)了索力的無損監(jiān)測。數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀優(yōu)點(diǎn)在于不破壞索體，索體內(nèi)只要有一股鋼絲受損，就會造成整個索體的損壞。10.5 數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀可以重復(fù)使用，節(jié)約了設(shè)備成本。數(shù)顯式電子索力監(jiān)測儀拆裝方便，記錄數(shù)據(jù)簡單直觀，節(jié)約了大量的人力成本。并