成果介紹：航站樓幕墻拆改建過程中的結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測研究
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
作者：李丹
1 工程概況
上海浦東國際機場T1航站樓改造工程總建筑面積為112 500 m2．其中樓內(nèi)改造面積為45 100 m2，新建及加建面積為67 400 m2（其中地下室為9 800 m2）。改造后T1航站樓總體布局不變，僅利用原有室外庭院，加寬為新的連接廊部分。新建部分的范圍是T1航站樓主樓與長廊之間、南北方向28~50軸之間的區(qū)域；改造部分包括主樓、長廊及其間原有連接廊區(qū)域。T1航站樓幕墻改造工程主要涉及主樓和長廊兩側(cè)，根據(jù)相關(guān)設(shè)計要求，幕墻改造完成后，標(biāo)高18 m以下主樓和長廊與新建區(qū)貫通，形成大空間。幕墻改造為主樓側(cè)和長廊側(cè)拆除標(biāo)高6 - 18 m間的原有玻璃幕墻以及幕墻柱，保留標(biāo)高18 m以上的玻璃幕墻，在標(biāo)高16.70 m處新增南北向的箱形托梁（圖1）。
2 變形監(jiān)測點布置
上海浦東國際機場T1航站樓幕墻改造分為R3、R4兩部分：R3部分即主樓幕墻，R4部分即長廊幕墻。
根據(jù)工程實際情況，R3、R4幕墻改造可分為4個工作區(qū)，其中29~32軸為A區(qū)，35~39軸為C區(qū)，40~44軸為D區(qū)，46~49軸為F區(qū)。本次變形監(jiān)測點布置在幕墻結(jié)構(gòu)柱、幕墻柱與屋檐上。
主樓及長廊幕墻改造變形監(jiān)測點布置，如圖2、圖3所示。
3 監(jiān)測原理及監(jiān)測方法
本工程主要采用的變形監(jiān)測方法為：在測量目標(biāo)位置粘貼反射片進行標(biāo)記，利用全站儀測量反射片三維坐標(biāo)，比較測點三維坐標(biāo)變化，計算目標(biāo)的水平位移與沉降。由于Tl航站樓分區(qū)進行改造，并進行封閉施工，航站樓內(nèi)測量控制點無法通視，因而不能進行聯(lián)測，故采用每個施工區(qū)域內(nèi)建立自定義坐標(biāo)軸平行于幕墻坐標(biāo)系的方法，測量幕墻結(jié)構(gòu)柱、幕墻柱的相對坐標(biāo)舊。
T1航站樓幕墻改造工程的監(jiān)測點布置在幕墻結(jié)構(gòu)柱頂端、幕墻柱頂端、屋檐下沿位置，均用反射片進行標(biāo)記。測量時在建立的測量控制網(wǎng)控制點上架設(shè)全站儀，后視其他控制點，依次讀取幕墻結(jié)構(gòu)柱變形監(jiān)測點、幕墻柱監(jiān)測點、屋檐下沿監(jiān)測點的三維坐標(biāo)（圖4），計算測點的水平位移與沉降。
4 監(jiān)測周期與頻率
幕墻改造監(jiān)測周期和頻率根據(jù)實際施工工況變化確定，并非一成不變。在幕墻改造前初始工況監(jiān)測時，每天上午和下午各監(jiān)測1次；幕墻玻璃拆除施工時，每天上午監(jiān)測1次；幕墻托梁安裝施工時，每天監(jiān)測1次；托梁灌砂施工時進行跟蹤監(jiān)測，每0.5 h監(jiān)測1次；幕墻柱割除施工時進行跟蹤監(jiān)測，每割除1根幕墻柱監(jiān)測1次。
5 幕墻改造施工過程監(jiān)測結(jié)果
5.1 R3幕墻改造施工過程監(jiān)測結(jié)果
Tl航站樓R3幕墻改造主要施工控制節(jié)點為：標(biāo)高6 - 12 m幕墻玻璃拆除、標(biāo)高12 - 18 m幕墻玻璃拆除100%、安裝托梁與灌砂、中間幕墻柱割除、所有幕墻柱割除。主樓部分變形監(jiān)測點實測變形值隨工況變化的情況如圖5所示。
R3幕墻改造施工全過程監(jiān)測中，變形監(jiān)測點累計最大水平位移5.70 mm，最大沉降值為7 mm，每項施工完成時相對前項施工完成時的位移小于3 mm。主樓幕墻施工改造全過程監(jiān)測中，實測值未出現(xiàn)超過預(yù)警位移值與報警位移值的情況，且各重要施工節(jié)點的位移值均小于模擬計算值，順利完成了主樓幕墻改造施工控制工作。
5.2 R4幕墻改造施工過程監(jiān)測結(jié)果
R4幕墻改造施工監(jiān)控主要包括2部分：初始工況下幕墻變形受溫度、風(fēng)荷載影響關(guān)系監(jiān)測結(jié)果及R4幕墻改造全過程施工監(jiān)測結(jié)果。
5.2.1初始工況下幕墻變形受溫度、風(fēng)荷載影響關(guān)系監(jiān)測結(jié)果
對R4幕墻進行初始工況下監(jiān)測，主要目的是為掌握R4幕墻改造前風(fēng)力、風(fēng)向、溫度變化對R4位移的影響，分析R4初始變形。圖6與圖7為室外溫度16℃、風(fēng)力3級時，測點X、y方向位移隨風(fēng)向變化時的變化情況。風(fēng)向?qū)y點位移的影響為-3 -+3 mm。其中，X正方向為垂直于幕墻向東，負方向為向西；y正方向為平行于幕墻向南，負方向為向北。風(fēng)向為東南風(fēng)向時測點X方向位移基本為正方向，即向東偏移，測點y方向位移基本為負方向，即向北偏移；風(fēng)向為東北風(fēng)向時，測點X方向位移基本為負方向，即向西偏移，測點y方向位移基本為正，即向南偏移。東西風(fēng)向?qū)y點的變形影響較小。
圖8與圖9為在東北風(fēng)3-4級條件下，測點X、y方向位移隨溫度升高時的變化圖。測點X、y均隨溫度升高向正方向變化，即X方向隨溫度升高向東偏移，y方向隨溫度升高向南偏移。溫差最大為10 K，位移最大變化為5 mm。
5.2.2 R4幕墻改造施工全過程監(jiān)測結(jié)果
T1航站樓R4幕墻改造主要施工控制節(jié)點為：幕墻玻璃拆除50%、幕墻玻璃拆除100%、安裝托梁與灌砂、中間4根幕墻柱割除、所有幕墻柱割除。
長廊幕墻改造施工過程中，最大水平位移為5.80 mm，最大沉降值為4.40 mm，模擬計算最大位移為8 mm，沉降值為8 mm；長廊改造完成后，最大水平位移為4.90 mm，最大沉降值4 mm，模擬計算最大位移值為0 mm，最大沉降值為8 mm。長廊改造施工完成后，實測水平位移較模擬計算值(0 mm)稍大，平均值為2.60 mm，遠小于設(shè)計允許值（圖10 -圖12）。
6 結(jié)語
既有建筑物改造全過程變形監(jiān)測是既有建筑改造施工安全控制的必要手段，正確有效地采用變形監(jiān)測技術(shù)，不但能保證施工安全，且大大提高施工質(zhì)量。變形監(jiān)測技術(shù)與施工仿真模擬分析技術(shù)相結(jié)合，對重要施工節(jié)點進行預(yù)判和評估，并優(yōu)化施工方案，可加快施工進度，確保施工質(zhì)量與安全。
7摘要：
以上海浦東國際機場T1航站樓R3、R4幕墻改造工程為背景，介紹了幕墻拆除改造變形監(jiān)測點的布設(shè)方法、變形測量的原理與方法、監(jiān)測周期和頻率及R3、R4幕墻拆除改造變形監(jiān)測結(jié)果，提出了根據(jù)施工現(xiàn)場條件建立軸線平行于幕墻方向的自定義坐標(biāo)系與室內(nèi)測量控制網(wǎng)的方法。該方法的成功實施，不但保證了施工安全，而且提高了施工質(zhì)量，可為其他類似工程提供借鑒。
