结构健康监测集成智能监测、数据采集、数据分析技术于一体,可实时监测和评估结构安全状况,以预防事故发生,在实际工程项目中已大量应用。以深圳某项目为例介绍结构健康监测技术的工程应用。该项目由一栋大型综合体育馆和一栋体育场组成,体育馆钢屋盖采用开合屋盖,其中固定部分采用空间桁架结构,开合部分采用正交正放平面桁架结构。体育场罩棚采用拉、压环空间结构,由内部压力环、中部压力环和外部拉力环组成,钢罩棚周边悬挑结构最大悬挑45m。
该项目结构体系新颖、跨度大、受力复杂,为特大型复杂空间钢结构,对设计和施工均具有很大的挑战。根据《建筑与桥梁结构监测技术规范》(GB 50982-2014)和设计要求,体育馆和体育场施工和运维期间应进行结构健康监测,实时掌握结构施工期间的应力变化以及运维期间的工作状态,保证结构施工和使用安全。
针对项目特点及委托方需求,主要对荷载作用和结构响应进行监测。其中,荷载作用监测包括温度监测和风环境监测,结构响应监测包括关键构件应力监测、变形监测和结构动力特性监测。监测数据实时接入该项目结构智能监测系统。该系统基于数字孪生技术,可将监测数据与数字孪生模型进行实时对比分析,科学、全面、准确地掌握结构的性能状态,实现对结构安全状态的实时评价和灾害预警,对保障项目在建设和运营阶段的安全发挥重要作用。