结构感知控制（精选6篇）
结构感知控制 篇1
传统视频压缩技术的设计目标是在有限带宽的前提下取得最优的峰值信噪比 (PSNR) 。在大多数视频通信应用中, 人眼是最终的接收者。然而, 峰值信噪比往往不能反映人眼的视觉特性。结构相似性 (SSIM) 指数提供了一种更好的图像质量评估的方法, 其优越性在很多独立测试中得到证实。目前, 基于结构相似性的图像质量评估方法是国际图像与视频处理和压缩领域最为广泛接受并且引用率最高的方法。
作为结构相似性指数的提出者和倡导者, 滑铁卢大学的王舟副教授及其研究团队最近发明了一种基于结构相似性的感知视频压缩技术。此技术可以在不提高带宽的前提下, 明显提高解压缩后的视频质量, 或者在不影响视频质量的前提下, 比现行最高质的H.264/MPEG4-AVC视频压缩标准进一步降低带宽最多达30%至40%。此项技术已得到国际学术界与工业界的广泛关注, 在智能手机、高清电视、网络电视、可视电话、视频点播等领域具有广泛的应用前景。
技术成熟度:专利、实验室成果。
外方提议合作方式:技术转让、技术入股、投资。
结构感知控制 篇2
摘要：与传统的砖混结构、混凝土结构相比，钢结构有其自身的特点和优点，钢结构工程由于其自重轻，跨度大、施工快速等优点，同时也具备施工难度大、对技术水平要求高等特点。目前在国内各类大跨度建筑
工程中，得到越来越多的使用。由于钢结构工程的特殊性而被建筑行业广泛运用。本文主要阐述高层建筑钢结构施工的技术要点，并结合实际工作提出了施工建议。
关键词：钢结构；特点；施工质量；质量控制
1、钢结构的特点
钢结构具有以下的几个特点：
（1）施工周期短。钢结构构件一般都是实行工厂化生产，成材运输到施工现场直接进行现场安装，因此大大缩短施工周期。
（2）空间大。在相同强度要求下，钢结构的建筑物结构体积可以大大减小，从而增大了有效空间。
（3）可循环利用。建筑物的施工材料在建筑物拆除后可以实现二次利用。
（4）耐火性差。钢材的导热系数远大于钢筋混凝土，所以其耐火性能远差于混凝土结构的耐火性。
（5）耐腐蚀性差。钢材表面的铁原子易与空气中的氧发生化学反应生成氧化铁。并且随着时间的增长氧化铁会随之不停地增加，使钢结构提前遭到破坏。
2、施工前的质量控制
（1）组织现场复核和施工图会审，提前做好各项技术指导工作。加强对工程进度计划的编制，对工程计划进行细化，编制各单位工程的网络施工计划，保证关键工序的计划落实。如果遇见不可预见的情况，发生工期延误，要及时调整施工计划，加班加点实现工期目标。
（2）熟悉图纸、标准、规范，分析钢结构施工的特点、难点和关键环节，有针对性地确定预控方案。在开工之前应尽快熟悉工程图纸，包括设计中所选用的规范、图集、工艺等。在此基础上，编制切实可行的实施细则。通过熟悉图纸和规范，主要理解设计意图。对于土建和钢结构设计不是同一设计单位时，要作好沟通协调工作，使各方面吻合一致。吃透工艺要求，包括下料、切割、成孔、组装、焊接、效正、除锈、涂装、运输和吊装等，对重点、难点以及有施工季节要求，都要作到心中有数。对容易影响钢结构结构安全和重要使用功能的施工工艺进行重点监控，如精度测量控制、精度工艺控制、精度拼装控制和屋面排水、防水控制等。
（3）审查施工组织设计方案，结合施工单位的实际情况对方案的合理性及技术条件的一致性进行审查，对针对性较差、不适合本工程的部分提出意见，限期修改
（4）施工单位完善与强化质量管理及工期目标控制，充实施工单位质量管理人员，确保人、材、机到位。
3、施工过程中的质量控制
（1）钢结构基础工程的质量控制
钢结构工程的基础一般都采用混凝土独立基础，基础的混凝土及钢筋、模板的施工与其他非钢结构工程的施工工序及方法相同。钢结构建设常见的问题有锚栓不垂直、基础施工后预埋锚栓水平误差偏大，钢柱安装时柱脚底板大量扩孔，因而给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。所以锚栓施工时，可采用粗钢筋或角钢等固定锚栓，焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移位。钢结构安装前对建筑物的定位轴线、基础轴线和标高、地脚螺栓位置等进行检查，并进行基础检测和办理交接验收。当基础工程分批进行交接时，每次交接验收不应少于一个安装单元的柱基基础，并符合以下规定：
1）基础混凝土强度达到设计要求；
2）基础周围回填土、道渣夯实完毕；
3）基础轴线标志和标高基点准确、齐全。基础顶面直接作为柱的支承面和基础顶面预埋钢板或支座作为柱的支承面时，其支承面、地脚螺栓的允许偏差应符合规范要求。
（2）钢结构主体工程的质量控制
1）钢构件的质量验收。
钢构件的加工已实行工厂化生产，钢构件的进场质量验收就非常重要，构件进场我们除了按明细表核查数量，并进行外观感官、几何尺寸、合格证检查外，还检查了以下资料：
①钢材材质的复试单（原件）；
②钢材的材质证明（复印件须盖生产单位公章，还需说明原件的存放地）；
③无损检测报告（原件）。
2）钢构件安装质量控制。
钢构件柱、梁安装时，要检查柱底板下的垫铁是否垫实垫平、柱是否垂直、梁的垂直、平直、侧向弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理，验收合格后，方可起吊。当第一根钢柱吊装就位后，应对钢柱的定位位置尺寸及垂直度进行测量检验，调整到满足质量规范的要求后，拉缆风绳进行固定，然后进行后续钢柱钢梁的吊装。当天应形成固定单元，不能形成固定单元必须拉缆风绳固定，防止倒塌事故的发生。当钢结构安装形成空间固定单元，并进行验收合格后，将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土二次灌浆密实。
钢结构现场安装的连接形式之一是螺栓连接（含铆接）。钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓；普通螺栓一端不得垫2个以上垫片，螺栓孔不得用气割扩孔，螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距；高强螺栓使用前，必须检查螺栓的合格证和复检单，安装过程中连接板的接触面应平整，接触面必须大于75%，边缘缝隙不得大于0.8mm，高强螺栓应自由穿入，不得敲打和扩孔；高强螺栓不得作为临时安装螺栓。高强螺栓紧固顺序一般应从节点刚度较大部位向约束较少部位进行，由螺栓群中间向两端依次对称紧固；有两个连接构件时，应先紧固主要构件，后紧固次要构件。当天安装的应终拧完毕，终拧完毕应逐个检查，对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。
（3）焊接质量的控制
钢结构施焊前，对焊条的合格证进行检查，按设计要求选用焊条，按说明书和操作规程要求使用焊条，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一级，二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一级、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不得擅自处理，应定出修改工艺后再处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。
（4）涂刷工程质量的控制
钢结构涂刷前，涂刷的构件表面不得有焊渣、油污、水和毛刺等异物，涂刷遍数和厚度应符合设计要求。
4、结束语
钢结构由于其特有的优越性，在当前的建筑市场中起着越来越重要的作用，使用范围也越来越广泛，对施工单位的要求也越来越高，因此，在施工过程中，要优化施工技术，合理采用施工方法，优化配置资源，加强对钢结构工程质量的控制，促进整个建筑工程质量的提高，严格按照施工图纸和相关的国家规范和标准进行施工建设，才能有效地保证钢结构施工的质量。
参考文献：
电梯的电气控制结构安全探究 篇3
关键词：电梯;电气;控制;结构;安全;操作
1 电梯电气控制结构安全的重要性
电梯是一种由机房、曳引机、轿厢、对重设备、安全保护设备等设备组成的垂直升降机。近年来，我国电梯安全事故呈逐年上升趋势。因此加强对电梯运行安全的研究具有现实意义。电梯的电气控制系统对于电梯的安全运行来说极为重要，电气控制系统直接关系着电梯运行的安全性和可靠性，电梯控制系统作为协调电梯各系统配合工作的核心部分必须得到充分的重视，随着微电子技术的快速发展，电梯控制系统的功能、电气结构越来越多样化，并且出现了多样化的结构和功能设计，但是弊利相关，电气控制在电梯的运行中也存在一定的安全隐患，对电梯的安全快速良性发展造成了阻碍。
2 电梯电气控制结构安全中常见问题
电梯控制系统的故障由于各种原因有很大的区别，通常情况下常见的有以下几种，一是门动系统会出现一些由于电器元件的触点接触不良而导致的故障。二是开关和触点出现的问题。三是指令按钮及各种信号灯出现的故障。四是指继电器和接触器发生的故障。以上几类都是电气控制系统的故障问题，基本上可以分为短路和断路两类，这种情况下就会导致控制系统的执行程序出现混乱的状态，有时便可导致失控，为了保证电梯的安全运行，需要采取一些措施来保障电梯电气控制结构的安全。
3 电梯电气控制结构安全的保障措施
3.1 安全电器装置 电梯的安全控制部位通常设有电气安全装置，其中电气安全装置的各类电气部件皆应符合安全电路与安全触点标准，而我国应用最普遍当属经中继控制电器用电气安全回路来控制电梯驱动主机供电设备，严格遵守《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）。若中继控制电器对电梯驱动主机进行间接控制，则其通常被看成直接对电梯驱动主机停止与启动设备进行控制。那么，中继控制电器应具备失效保护功能与故障定时检测功能。就电梯电气安全回路中继控制电器而言，普通继电器控制直流电路的选型普遍存在问题，即电气安全回路的中继控制电器为交直流两用继电器时没有把直流负载控制的电路技术参数考虑进去。除此以外，控制电器元件的额定值通常应属控制电阻性负载的额定值，随着技术的发展，交流变频技术被逐渐引入电梯门机拖动与电梯主拖动方面，但控制电器设计方面尚存在诸多问题，其中以电动机与变频器间接触器的选型问题最为明显。为了提高电梯交流变频控制的安全性，多数设计师会选择把接触器安装到电动机与变频器间，其中此类设计通常以交流工频条件来确定接触器的选型，则此类设计没有考虑变频器输出电流的变流特性。因此，此类设计易导致接触点间产生较为严重的拉弧现象，甚至会引起接触器被烧毁等后果。由此可见，电梯设计必须严格执行《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）的有关规定，以确保电梯电气控制结构内电器的安全。
3.2 安全电路的控制 针对电梯的安全电路问题，《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》（GB16899-1997）与《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）皆有明确规定，但现今我国电梯行业却未完全认识到安全电路的设计、试验、应用、合格评定等对电梯与自动扶梯安全运行的重要性。针对安全触点问题，国际标准主要对其做出如下规定，即动作的可靠性、电气间隙、触点断开后的距离、绝缘电压、爬电距离等，此规定主要从结构方面考虑触点不断开仍能安全运行的情况。
3.3 故障的控制 大量研究证实，多数故障并不会致电梯于危险境地，但若不及时制止电梯的继续运行，其必然会引发第二故障，此时电梯易被第一故障与弟二故障的组合致于危险的境地。待电梯出现第一故障后，其运行状态通常被要求在第一故障参与下一操作程序之前停止。若第一故障与电梯运行状态停止之间出现第二故障，其亦会致电梯于危险的境地，针对这样的问题，具体的解决方法为：把安全电路设计为一种由若干通道组成的监控电路，其中一个通道主要完成对其他通道相同状态的检查，若检测出通道的状态存有不一致，则必须及时停止电梯的继续运行。
3.4 监控电路的问题 国家标准认为若想有效规避由故障组合引发的电梯危险，必须增加冗余触点并监控及比较触点的状态。一旦发现某一个或多个触点出现异常，必须立即停止运行状态的电梯;国家标准规定若电梯存有两个通道，必须认真检查监控电路的功能，一旦发现监控电路问题，电梯不得重启;若电路存有三个或以上的通道，国家标准便未对其监控电路的功能做出强制规定。
3.5 电梯安全寿命问题 電梯的控制系统工作相当频繁，尤其是在电梯频繁运行的过程中，各个部件包括安全回路中继器、主控电器、门控电器等一直处于工作状态循环汇总，这种高频率的循环工作就对电器元件有很大的损耗，降低了工作寿命，尤其在电器元件已经超过工作寿命的情况下来说，电梯的安全运行由于这个原因产生了极大的安全隐患，因此，保证电梯的安全寿命是电梯安全运行的前提条件。鉴于以上情况，生产厂家必须做到在使用说明中标明电器元件的使用寿命，并且在电梯的使用中做到定期维护和元件更新。
4 结语
综上所述，电梯的电气结构对于电梯的安全运行尤为重要，随着电梯的不断发展，电梯越来越向着小型化、集成化发展，如何控制电梯的安全性就需要加强电梯的电气控制结构安全，从电梯的安全电器、安全电路、故障控制、寿命控制等多方面综合处理，不断改进和完善，促进电梯行业的快速有序的发展。
参考文献：
[1]周球.电梯电气控制中存在的问题探析[J].城市建设理论研究（电子版），2013（17）.
[2]王佳磊.针对电梯电气控制进行分析[J].房地产导刊，2013（4）：342-342.
[3]谢辉.浅论电梯电气控制发展[J].中国科技纵横，2014（12）：246-247.
结构感知控制 篇4
现如今我国桥梁建设事业迅猛发展, 一般公路和全国8 700 km高等级公路上的中、小桥、立交桥大量修建。据交通部统计, 2014年年底, 全国共有公路桥梁75.71万座。它们构成了我国国民经济的命脉之一[1]。
近年来, 大部分桥梁逐渐进入到老化期, 保障桥梁结构的安全性、完整性和适用性无疑是非常重要的。显然, 以往无损探伤和人工视察的传统检测已经不能满足桥梁工程的要求。随着传感器技术、数值模拟、损伤识别技术的快速发展, 结构健康损伤诊断技术开始广泛应用于持续提供桥梁结构状态和响应的可靠信息;识别桥梁结构中的缺陷、劣化和损伤;评估损伤对桥梁结构承载能力和可靠性的影响;为桥梁结构运营和维修决策提供超载和损伤的警告信息等方面。
1 现有的研究成果综述
桥梁结构长期安全监控的实现对感应器性能要求是非常苛刻的。因此, 区域公路网桥梁结构长期安全监控问题亟待解决, 但直到光纤智能传感技术, 无线传感及射频识别技术取得突破性进展后, 传感技术才进入到工程应用阶段。
1.1 无线传感网络与射频识别技术
近年来, 微电子机械系统、无线通信和数字电路技术的进步促进了小尺寸无线传感器的发展。加州大学伯克利分校利用传感器和无线通信技术对大型建筑结构进行远程监测, 整个系统包括无线扩频通信调制解调器、数据通信软件和传统的应变传感器。
此后, Mitchell对集成有微控制器、传感器和射频 (收/发) 模块的无线传感器的性能进行了验证。Bennett等人将无线通讯技术应用到高速公路路面的应变和温度监测中来预测路面的剩余疲劳寿命。J.P.Lynch和K.H.Law在组无线传感器中嵌入了简单的信号处理算法, 同时利用有线监测系统来校验无线传感组块的各功能[2]。
近年来在国内学者中, 欧进萍教授基于海洋平台提出了基于无线传感器网络的结构健康监测系统, 并实现了数据的远程无线传输、管理和存储[2];欧进萍和李宏伟等针对高层建筑结构利用无线传感器网络技术将研制的新型超高层建筑结构动态测试系统测试了深圳地王大厦的环境噪声和加速度响应[3]。
1.2 结构状态安全诊断技术
对于大跨复杂结构监测, 如何利用采集的结构信息, 确定结构的安全状况并进行预警, 是结构健康监测系统的核心和目标。
1) 考虑各种不确定性因素影响的结构有限元模型修正技术是有效诊断现役桥梁工程结构安全状态的基础。在桥梁结构的有限元建模及模态试验过程中存在着参数不确定性。因此, 研究考虑不确定性因素影响的结构有限元建模方法是精确建立桥梁结构有限元模型的迫切需要。通过模糊理论可以研究不确定性因素对结构建模的影响规律。同时, 基于结构优化的有限元模型修正方法可以进行大量的反复试算。因此, 基于模糊有限元模型修正的结构建模方法成为该研究的有效途径, 该方法分为直接修正方法和迭代修正方法。a.直接修正方法。此类方法计算量少, 耗时短, 不存在求解发散的情况。但是, 修正结果并不具有明确的物理意义, 修正后的结构矩阵通常不再具有带状、稀疏的特点。此类方法主要有最优矩阵法、特征结构分配法等。其中, 最优矩阵法就是通过直接修正结构的整体刚度、质量矩阵达到修正的目的, 但是修正后的结构矩阵通常不再满足结构相联性的要求。特征结构分配法修正结果更加精确, 但存在以下缺点:计算量通常较大;实际中结构输入、输出矩阵的完备性要求较高;修正后的刚度矩阵不再满足半正定的要求。b.迭代修正法。迭代修正法修正参数的选择更加灵活, 容易保证修正后模型的物理意义。但搜索全局最优解和过程耗时大的问题亟待解决[4]。此类方法主要包括:基于灵敏度的修正方法;基于概率统计的修正算法;基于频响函数的修正方法;基于神经网络的修正方法。现有的修正方法应用于实际的复杂结构时, 仍然面临着巨大的挑战。这是由于:在建立复杂结构的有限元模型过程中存在不确定性的误差;结构材料特性参数本身具有的变异性;测试过程中各种噪声及人为因素的干扰和不完备的模态参数。因此, 传统的修正方法不能保证结构有限元模型的准确性。
2) 基于数据的新型结构损伤识别技术是诊断现役桥梁结构安全状态的有效途径。结构整体损伤识别方法是基于振动的“动态”检测技术基础上发展起来的。20世纪90年代末, 美国洛斯阿拉莫斯实验室对大型工程的结构损伤识别技术水平的研究结果表明, 基于环境激励输出的大型结构整体损伤识别方法, 是获取结构整体劣化状态的重要途径。2001年在第19届IMAC会议上讨论出利用环境激励输出信息识别结构损伤是结构实时监测的重要研究方向的结论。结构整体损伤识别研究经历了三个发展阶段[5]:第一阶段是仅用识别的结构模态参数确定结构的损伤状态;第二阶段是对识别的模态参数与损伤特征用概率模型进行描述, 更加符合结构损伤的实际状况;第三阶段是基于模型修正的损伤识别方法, 将有限元方法加入损伤识别之中, 强调了识别方法的定位能力。
3) 结构系统可靠度理论是分析现役桥梁结构安全状态的可靠保障。由于长时间多种不利因素的耦合作用, 桥梁中受损伤的关键部位的突然破坏会导致重大事故的发生。结构系统可靠度理论是避免桥梁结构发生重大事故的重要理论基础。结构系统可靠性的分析方法可以分为失效模式法和稳定构形法。当前系统可靠度理论主要研究失效模式法, 该方法可以分为两大类[6]:一类是确定性极限状态搜索法, 主要特征是以构件的受力状态作为依据, 不会涉及构件的复杂计算, 但也具有主要失效模式容易被遗漏、受人为因素影响等缺点。另一类是概率搜索法, 主要特点是以失效概率的大小作为依据, 涉及到可靠度和失效概率的计算。概率搜索法具有不易遗漏主要失效模式、适用范围广的优点, 缺点是计算量较大且计算复杂。
综上所述, 目前传感器和结构健康诊断理论的现状并不能满足桥梁结构监测的需求。因此, 如何利用长期监测积累的大量数据, 研发适用于区域公路网桥梁结构监测的新型状态感知网络与智能化预警与评价技术, 对桥梁结构安全状态进行准确诊断是当前亟待解决的问题。
2 可行的研究方向
通过研发基于传感器网络和低成本的区域公路网桥梁结构状态感知网络和系统, 从而实现监测、预警和控制技术为区域公路网桥梁结构的正常运行提供先进的科学技术保障, 是发展高新技术、改善我国经济结构的有效途径。本文围绕区域公路网桥梁结构监测的新型状态感知网络及智能化预警与评估技术的关键问题, 综合分析目前的研究成果以及技术状况, 提炼出可能展开的研究方向如下:
1) 基于结构长期性能监测的区域公路网桥梁结构安全诊断感知设备研制。根据我国区域公路网桥梁结构的特点, 从实现路网可视、可测、可控的角度出发, 研究开发基于结构长期性能监测的区域公路网桥梁结构高性能传感技术, 从而为准确诊断区域公路网桥梁结构性能提供可靠的数据来源。
2) 基于结构长期性能监测的区域公路网桥梁结构安全诊断感知网络的高性能优化设计。综合考虑区域公路网桥梁结构长期性能监测、运营荷载效应监测以及地震反应监测等的需求, 研究基于有限传感器数量诊断区域公路网桥梁结构安全状态的有效方法, 从而为区域公路网桥梁结构安全诊断感知网络提供设计方法, 为准确诊断桥梁结构状态提供数据保障。
3) 基于结构长期性能监测的区域公路网桥梁结构安全诊断的结构荷载效应建模技术。利用结构长期性能监测积累的海量数据, 研究运营条件下区域公路网桥梁结构荷载及结构响应的概率分布模型, 从而为有效剔除环境因素对区域公路网桥梁结构性能的影响提供基础, 为准确诊断桥梁结构状态提供技术保障。
4) 基于结构长期性能监测的区域公路网桥梁结构安全评价与预警技术。研究基于统计分析理论、非线性动力学、不确定性理论、数据挖掘技术的区域公路网桥梁结构损伤状态诊断、安全评价、预警技术。利用区域公路网桥梁结构长期监测得到的海量数据, 研究区域公路网桥梁结构性能的退化规律, 并建立区域公路网桥梁结构预警指标, 从而准确诊断实际区域公路网桥梁工程结构的安全状态。
3 结语
针对现有在役的公路桥梁随着使用年限增加而逐渐老化, 导致无法实时监测到全桥状态及风险评估数据的现象, 文章通过对现有研究成果的总结归纳, 提出进一步的研究思路以及可行性分析, 具体内容包括:基于结构长期性能监测的区域公路网桥梁结构安全诊断的感知设备研制、感知网络的高性能优化设计、结构荷载效应建模技术和结构安全评价与预警技术, 为相关领域的研究提供了理论基础。
摘要：根据现有公路网中、小桥梁居多的特点, 从实现路网可视、可测、可控的角度出发, 研发基于传感器网络和低成本的公路网桥梁结构实用智能监测及安全预警系统, 分析总结了可行性的研究方向, 为相关领域的研究提供了理论基础。
关键词：安全诊断技术,结构长期性能监测,区域公路网
参考文献
[1]赵琴, 朱玉峰, 董博昶.我国公路环境研究进展及发展趋势分析[J].环境与发展, 2015, 27 (6) :22-25.
[2]喻言, 欧进萍.海洋平台结构振动监测的无线传感实验研究[J].哈尔滨工业大学学报, 2007, 39 (2) :187-189.
[3]喻言, 李宏伟, 欧进萍.结构监测无线加速度传感器的设计与制作[J].传感技术学报, 2004, 17 (3) :463-466.
[4]K.Jones, J.Turcotte.Finite Element Model Updating Using Anti-resonant Frequencies[J].Journal of Sound and Vibration, 2002, 252 (4) :717-727.
[5]郭勒涛, 张令弥.以冲击响应为响应特征的有限元模型确认[J].振动与冲击, 2005, 24 (6) :32-36.
结构感知控制 篇5
摘要:介绍广州市轨道 交通 三号线客村站转换层结构转换施工中控制已有结构变形的技术措施,说明在结构转换中变形控制是整个结构托换中的关键 问题。关键词:转换层;结构转换;变形控制 1前言
城市轨道交通因具有运量大、快速、正点、低能耗、少污染、乘坐舒适方便等优点,被称为“绿色交通”,但城市轨道交通只有在形成基本 网络 的情况下才能充分发挥其应有的功效。因此在路网的交叉点和各线路车站之间必须设置相互联通的换乘设施,这种相互连通的换乘设施就是所谓的转换层。通常情况下转换层是在前一条线路施工时就一起施工完成并预留了与交叉路网的接口部分,但如果受线路总体调整和周边环境的限制,将可能导致转换层的重新施作,而重新施作转换层中往往需首先进行荷载转移,也称为结构转换,必须解决承载力和变形控制两方面的问题,而变形控制尤为关键。本文通过广州市轨道交通三号线客村站转换层结构转换中变形控制实例,阐述变形控制在整个结构托换中的若干关键问题。2工程概况
广州市轨道交通三号线客村站是广州市轨道交通网中二号线与三号线的换乘车站,设计为地下4层车站,总体呈南北走向,与轨道交通二号线客村站呈十字交叉状。二号线客村站为地下2层车站,施工时在车站结构以下部位预留了与三号线的换乘转换平台(原转换层),长18m,宽19.1m,净高4.1m,底板厚1.2m,底纵梁下翻1.4m。
受车站型式布置的 影响 ,为使二、三号线换乘客流顺畅,三号线施工时要将已施工的二、三号线原转换层底板全部凿除,重新施作二、三号线换乘转换平台(位于三号线负3层位置)。又由于三号线线路的调整和车站站台的控制,造成二号线在节点段的中柱与三号线的中柱发生错位(两柱中心相距1.25m);为了将二号线中柱的荷载转移到三号线中柱上,必须在现二、三号线转换层进行荷载转移(结构转换),在结构转换完成后,重新施作新的转换层。本工程的特点是施工场地狭小,材料运输困难,工期紧,对既有的二号线变形控制要求相当高。3结构转换形式的确定
结构转换形式通常有板式、梁板式、梁式、拱式、桁架式等,其中梁式转换结构具有结构合理、受力明确、可靠、造价较低、布置灵活、施工方便等优点,可以通过结构柱在柱上设置大梁直接进行结构托换,且在托换结构体系完工后进行原柱与底板的分离也较方便,易于施工,符合本工程的施工条件,因此本工程结构转换选择梁式转换结构。为保证承载力的要求,桩型采用质量较有保证的人工挖孔桩,桩身采用钢筋混凝土型钢柱。
整个结构托换的主要施工工序为:首先在三号线新柱位进行人工挖孔桩及三号线型钢柱的施工,再在型钢柱进行转换大梁施工,最后截断节点段中柱,将二号线中柱荷载通过转换大梁转移到三号线中柱上。人工挖孔桩进入三号线底板以下8.1m(中风化岩)或9.6m(强风化岩)处,在转换层底板和转换层底纵梁以上采用边长1.0m的方桩,在转换层底板和转换层底纵梁附近扩大为f1.5m圆孔,在端头附近扩大为f3.0m圆孔。型钢柱采用2I50C工字钢,混凝土强度等级为C45;转换大梁长度为10.6m,结构采取变截面,尺寸为(1200~1400)×3000,转换梁与老柱采用植筋、齿槽和粘结剂并以水平预应力索箍抱紧进行连接。节点托换施工图如图1所示。
4施工中的变形控制技术措施
对已建建筑物进行基础托换和转换层施工时,上部结构将产生一定程度的不均匀沉降,又由于钢筋混凝土结构在长期荷载作用下具有徐变性,托换结构既要考虑原建筑物荷载转移到托换结构阶段产生的短期变形,又必须考虑托换完成后使用阶段的长期变形,因此整个托换结构的施工重点在于被托换工程建筑物的沉降变形控制方面。托换后的建筑物沉降变形容许值见表1。
在整个结构托换施工过程中,为控制被托换工程建筑物的沉降变形,除按设计要求采取人工凿除混凝土、人工 挖孔桩对角施工等外,我们主要采取了以下技术处理措施以确保被托换工程建筑物的沉降变形得到有效控制。
⑴对被托换柱进行临时支撑加固
由于施工新的三号线中柱时,必须对新柱部位的原转换层底板和底纵梁进行凿除,造成其结构受力状态的破坏,为了控制上部结构的变形,必须对被托换柱进行临时支撑加固。每条被托换柱采用4条临时支撑加固,临时支撑采用2Ⅰ36C工字钢焊接组合,为使支撑能紧贴二号线底板,在整个施工过程中必须对支撑施加预应力,预应力张拉并非一个单纯的自由反拱过程,而是一个复杂条件下的微变形反拱过程,同时也是一个被托换桩基向转换桩基转移部分荷载的过程,因此临时支撑必须一直贯穿于整个托换施工过程。
⑵转换层的降水处理
根据设计文件的要求,施工前必须打设降水孔进行降水,防止积水对基坑的浸泡超成基岩软化,使桩基承载力降低。根据地质勘察资料,在转换层以下岩层为强风化和中等风化带,虽然岩层中含有基岩裂隙水,但基岩为泥质、铁质胶结,风化裂隙和构造裂隙不甚发育,且距离补给源珠江水较远,基岩裂隙水的赋存和运动条件差,含水量较小,渗透系数仅为0.013~0.037md,属弱透水层,因此我们认为人工挖孔桩施工过程实际上也是一个降水过程,及时排除人工挖孔桩孔内的积水,可保证桩基承载力不会减小,因此取消了降水孔降水,而采用人工挖孔桩间接降水。
⑶托换桩的沉降量控制
虽然人工挖孔桩的桩底较易清理,质量较易保证,但考虑到若桩的沉降量控制不好,整个被托换工程建筑物的沉降变形将难以控制,因此在桩底预埋2根注浆管,在严格控制孔底岩层和孔底沉渣的基础上,待桩身终凝后对桩底可能存在的少量沉渣作补救性压浆。
⑷托换结构的新旧混凝土的联接处理
新旧混凝土联接处理的好坏,直接关系到结构托换的成败,为确保被托换柱与转换梁的新旧混凝土结合紧密,首先在被托换柱与转换梁交接的柱体表面设置齿槽,齿槽为倒梯形凹槽,深35mm,底宽35mm,面宽105mm,间距105mm,通过人工开凿,开凿时将柱上的混凝土棱角打掉,并将二号线底板与转换梁结合面进行凿毛。其次在界面四周增设箍筋并用TN粘结剂对被托换柱和转换梁顶及二号线底板进行植筋以加强联接。最后在浇筑新混凝土前45min内在界面喷涂以环氧为主剂的LB界面处理剂。为保证转换梁结合面的粘接,混凝土浇筑均在夜间进行,且在浇筑过程中对转换梁上方实行 交通 封闭,待转换梁浇筑完成并达到一定强度后方可恢复地面交通。
⑸转换梁顶的空洞处理
由于转换梁与二号线底板相接,虽然施工中采取了结合面凿毛等措施,但由于结构所处的特殊位置等原因,造成梁顶新旧混凝土联接处出现较严重的空洞和裂缝缺陷。采取的处理 方法 是首先通过预埋的管道注入水泥砂浆(1∶0.5~1∶1)充塞空洞,最后将环氧树脂通过一定压力注入混凝土裂缝中,经渗透、固化达到修补裂缝的目的。
⑹托换基础与建筑物分离的施工按设计文件要求,在托换结构施工完成后,必须将原转换层柱与建筑物进行分离,将二号线中柱的荷载转移到三号线中柱上,原转换层柱与建筑物进行分离是对整个托换结构的决定性考验,分离过程必须进行严格监控,并制定了相应的报警值,即:柱位沉降差<8mm,转换梁挠度值<5mm。在分离过程中对柱逐根进行截断,先凿除钢筋保护层再截断钢筋。5信息化施工
信息化施工已成为建筑施工中的重要组成部分,通过对施工状况的监测取得监测数据,及时进行整理和 分析 ,并对监测结果进行回归分析,预测结构的安全状况,以信息反馈的形式来指导施工,改进施工方案,采取必要的技术措施以确保施工安全。
针对本次结构托换的施工特点和二号线客村站的结构特点,认为结构沉降及平面变形为主要观测项目,在二号线站厅层、站台层、转换层分别布置了监测点。其中转换层监测点布置在4条被托换柱、转换层底板、转换层侧墙、二号线底板(纵梁)底上;二号线站厅层、站台层监测点分别布置在的底(中)板及柱位上,监测点共布置约50个,在施工期间每天监测一次。在被托换柱与建筑物分离时,在转换梁上进行了应变监测。6结语
6.1结构托换完成后,最大沉降量仅为7mm,说明施工过程中采取的技术措施是有效的,既保证了托换桩的质量,又有效地控制了建筑物的变形,变形控制成为托换工程中的关键 问题。
6.2二号线、三号线首通段开通至今,转换层未发生沉降和裂缝,说明结构托换是成功的。
6.3人工挖孔桩在地质条件允许的条件下, 应用 于工作面小、材料运输困难的托换工程中,较其它桩型更具有明显的优势。
6.4必须加强监控量测在施工中的力度,通过监测反馈的信息来指导施工。
6.5本文介绍的方法对同类问题的工程实施有着积极的借鉴意义。
钢筋混凝土结构的裂缝控制 篇6
关键词：钢筋混凝土；裂缝；施工
钢筋混凝土出现裂缝的现象在很多工程施工中都无法避免，为了使结构具备耐久性与安全性，必须要找出合理控制裂缝的方法。在部分地下工程中就曾经产生了工程裂渗的现象，裂缝的产生使整个施工工程质量大大降低。通过科学控制裂缝的产生，有利于提高混凝土结构的可靠性与安全性。
1 钢筋混凝土产生裂缝的主要原因
1.1 混凝土结构施工不合理
若施工不合理，会对混凝土结构质量产生很大影响。①混凝土质量。混凝土质量是决定混凝土的安定性与均匀性的重要标准，混凝土在浇注、搅拌、振捣、运输过程中，若施工不规范，极有可能导致混凝土结构产生裂缝。②混凝土干缩与水泥结石会导致混凝土结构出现裂缝现象。③在工程施工中，如果钢筋表面保护层厚度不合理（太厚或太薄），在实施浇注操作时，钢筋产生了移位现象，当温度处于负数后再次施工，也有可能导致混凝土结构开裂。④模板没有经过科学设计，在施工中出现漏水、漏浆情况，以至于支撑刚度降低，整个支撑系统崩溃，极有可能导致混凝土结构开裂。⑤对混凝土进行搅拌时，如果水灰比例不正确，必定会导致裂缝的形成。⑥项目工程施工完毕后，没有对混凝土结构进行养护，也有可能形成裂缝。
1.2 受到物理温度的影响
热胀冷缩是混凝土最大的物理特点，若施工环境产生变化，混凝土形状也会受到一定影响，它会逐渐变形，引发附加应力的产生，当附加应力大于抗拉力后，便会出现裂缝，这种情况在工程施工过程中非常常见。
1.3 混凝土硬化
在空气中，混凝土逐渐硬化后，体积会大大降低，且形成干缩裂缝。这种类型的裂缝在现浇框架结构与墙板结构较为常见，如果建筑物时间太长、混凝土结构养护不合理等，均会导致这种现象出现。它的发生规律在于早期快，后期变慢。另外，混凝土徐变也会导致混凝土结构开裂，徐变后应力损失较大，使结构抗裂性能大大降低。
1.4 应力过度张拉
一般而言，如果混凝土结构裂缝程度在允许范围内，这类裂缝便无需进行控制，通常裂缝最大宽度可在0.2～0.3mm之间，用肉眼基本无法观察到裂缝的存在。如果结构受到施工超载、过早拆模、构件堆放等因素的影响后，便会导致应力过度张拉，以至于混凝土结构产生裂缝。
1.5 地基无法实现均匀下沉
在混凝土结构中，若地基无法实现均匀下沉，便会导致其裂缝的形成，混凝土结构产生裂缝后，地基会变形，产生较大的应力。
2 钢筋混凝土结构的裂缝控制
通过分析钢筋混凝土产生裂缝的原因后，探讨如何对裂缝进行有效控制。现阶段，很多行业专家都对钢筋混凝土裂缝控制方法进行了研究，对裂缝的有效控制提高混凝土结构的安全性，其主要措施如下。
2.1 制定科学的施工计划
在施工之前，设计人员要考虑到混凝土结构开裂问题，针对产生裂缝风险最大的部位，可使用超长结构，对于结构变形集中或受温度影响较大的部位，可同设计单位进行商讨后，有效处理结构面，例如对配筋进行调整，使混凝土强度得到提高，确保其不会产生裂缝。
施工单位应该科学制定施工计划，若施工方案存在不合理之处，必须要做出相应的纠正。施工方案与设计要求必须相符，同时，施工单位要提高人员的施工技巧。合理规划工期，处理好工程质量与施工时间之间的关系，在确保工程进度的同时，也要对施工质量进行有效控制，不能盲目追求施工进度，忽略工程质量。
2.2 注重施工材料的选择
针对工程类型选择施工材料，针对超长超大结构，可选用水化热较低的水泥材料，在配合比方面，水泥含量偏大，水灰比要小。同时，施工单位要建立检验制度，在原材料进入施工现场前，严格把握原材料质量，材料的检验报告、合格证与复试报告必须齐全。
2.3 全面控制施工进度，注重施工细节的处理
在施工过程中，施工单位要以施工规范为依据施工，若当地地理环境恶劣，不适合施工，则需采取相应措施处理。从以往的建筑工程项目上看，部分工程存在潜在危险，主要原因在于细节处理不够，因此，必须处理好工程中的细节问题。混凝土模板的结构构造要符合相关要求，不能出现漏水、漏浆现象。钢筋放置与工程设计要求一致，根据施工计划施工。在施工过程中注重钢筋定位，定位的精准度要高，对排距误差、保护层厚度与间距进行严格把控，误差若在控制范围内，则可允许其存在。根据抗裂性能，适当调整钢筋混凝土的数量、品种。
严格控制工程施工进度，做好混凝土结构的养护工作，对拆模时间要完全掌握，使混凝土结构质量得到提升。加大力度管理混凝土的运输、搅拌与振捣操作，混凝土的振捣要注重均匀、密实。对于已经完成浇注的混凝土结构，施工人员需反复检查其是否存在问题，若出现模板下沉，发现混凝土产生裂缝后要及时采取措施处理。
2.4 重点把控施工质量
要想对混凝土结构裂缝进行控制，必须要重点把控施工质量。在建筑平面选型时，不仅需要考虑到其使用功能，还要考虑该建筑是否因应力增大而产生开裂现象。对每个部位的受力情况进行分析，以免出现受力不均匀的现象。对地基沉降进行控制，积极采取促使调整埋深度，若地基强度不同，則其垫层厚度也存在差异，改善地基不均匀变形的情况。
科学设置构造柱与圈梁，有利于使施工工程整体性增强，砖石必须具有较好的抗拉强度，这样有利于降低裂缝出现的可能性，即使真的产生裂缝，也不会发展至最坏的状态。
沉降缝的设置需合理，正确选择沉降缝的宽度与位置。若工程施工沉降不均匀，此时要控制伸缩缝间距。施工工序的安排要科学，如果两个建筑物间相隔较近，则需在基础较深的位置先施工。
2.5 注重混凝土结构的养护
施工人员要注重加强混凝土结构的养护，使养护时间适当延长，若施工地区风速大、气温高、湿度低，则需要提前喷水养护，如果经浇水养护后，也无法确保混凝土结构完全湿润，则可采用保湿材料，将其覆盖于混凝土结构上。有效的养护方法有利于使混凝土结构质量大大提升，避免形成裂缝。
2.6 强化地基验收工作的执行
施工单位必须强化对地基的验收工作，如果地基非常复杂，在地基开挖后，可对其进行探查，当发现地质情况存在不利因素时，可首先实施加固处理，经验收符合要求后，才能够执行下一步操作。
3 结束语
在钢筋混凝土结构中，如果混凝土结构的长度不符合相关规定，极有可能产生裂缝，混凝土结构存在裂缝后，不利于建筑物的防水处理，同时也影响建筑物的美观，因此，必须采取措施对裂缝进行处理，通过严格控制施工操作，有利于降低混凝土结构开裂的几率。本文首先分析了钢筋混凝土产生裂缝的原因，然后对混凝土结构裂缝控制方法进行了详细阐述，有利于控制混凝土结构裂缝的形成。混凝土结构控制措施在未来还将会有进一步研究，控制技术会取得进一步发展。
参考文献
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