1T/CMEEEAXXX—2025支柱受力現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法本文件規(guī)定了支柱受力現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的術(shù)語和定義、監(jiān)測(cè)目的、支柱類型、監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)方案、數(shù)據(jù)整理分析以及結(jié)論等內(nèi)容。本文件適用于建筑工程、橋梁工程、礦山工程、地下工程等領(lǐng)域中各類支柱受力的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作，為支柱受力監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)、實(shí)施、數(shù)據(jù)處理及成果應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50009建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50661鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范JGJ8建筑變形測(cè)量規(guī)范GB/T33703結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通用技術(shù)要求3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1支柱在工程結(jié)構(gòu)中，用于承受和傳遞荷載，以維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的豎向受力構(gòu)件。3.2支柱受力現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)在工程現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)用專業(yè)儀器設(shè)備對(duì)支柱在實(shí)際工況下所受荷載、應(yīng)力、應(yīng)變及變形等力學(xué)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)或定期測(cè)量、記錄和分析的技術(shù)活動(dòng)。3.3應(yīng)變支柱在受力作用下，其內(nèi)部各點(diǎn)相對(duì)位置的變化量，通常以單位長度的變形量表示。3.4應(yīng)力支柱內(nèi)部單位面積上所承受的內(nèi)力，是衡量支柱受力狀態(tài)的重要指標(biāo)。4監(jiān)測(cè)目的4.1保障結(jié)構(gòu)安全實(shí)時(shí)掌握支柱在施工及運(yùn)營階段的受力狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)受力異常情況，預(yù)防因支柱受力超限引發(fā)的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、破壞等安全事故，為工程安全提供數(shù)據(jù)支撐。4.2驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證支柱設(shè)計(jì)理論、計(jì)算模型及參數(shù)取值的合理性和準(zhǔn)確性，為后續(xù)工程設(shè)計(jì)優(yōu)化提供實(shí)踐依據(jù)。4.3指導(dǎo)施工與運(yùn)維T/CMEEEAXXX—20252為工程施工過程中的支柱安裝、調(diào)整以及運(yùn)營階段的維護(hù)管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)，確保支柱受力處于合理范圍，實(shí)現(xiàn)科學(xué)施工與精細(xì)化運(yùn)維，延長支柱使用壽命。4.4積累技術(shù)數(shù)據(jù)為支柱力學(xué)性能研究、新材料應(yīng)用及新技術(shù)研發(fā)積累現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，推動(dòng)支柱相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。5支柱類型5.1按材料分類5.1.1混凝土支柱以水泥為膠凝材料，砂、石為骨料，與水按一定比例配合，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而制成的支柱。根據(jù)工程需求，可選用不同強(qiáng)度等級(jí)（如C20-C60）和性能特點(diǎn)（如普通混凝土、高性能混凝土）的混凝土支柱。5.1.2鋼結(jié)構(gòu)支柱由鋼材通過焊接、螺栓連接等方式加工而成的支柱，常用鋼材有Q235、Q345、Q460等，具有強(qiáng)度高、自重輕、施工速度快等特點(diǎn)，適用于大跨度、高層及重載結(jié)構(gòu)。5.1.3復(fù)合材料支柱采用纖維增強(qiáng)材料（如碳纖維、玻璃纖維等）與基體材料（如樹脂）復(fù)合而成的支柱，具備輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)異性能，常用于特殊環(huán)境或?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的工程。5.1.4木材支柱以天然木材為原料制作的支柱，具有取材方便、加工簡單等優(yōu)點(diǎn)，但承載能力和耐久性相對(duì)較低，多用于臨時(shí)性或?qū)Τ休d要求不高的工程。5.2按約束條件分類5.2.1無約束支柱在受力過程中，側(cè)向無任何約束措施，僅承受軸向壓力或拉力的支柱，其邊界條件近似為自由狀態(tài)。5.2.2柔性約束支柱通過柔性材料（如鋼絲繩、橡膠帶、彈性繩索等）或柔性連接構(gòu)件對(duì)支柱施加一定側(cè)向約束的支柱，約束強(qiáng)度相對(duì)較低，允許支柱在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生側(cè)向變形。5.2.3剛性約束支柱采用剛性構(gòu)件（如混凝土圍檁、鋼結(jié)構(gòu)支撐、剛性連接件等）對(duì)支柱進(jìn)行側(cè)向約束的支柱，能夠有效限制支柱的側(cè)向位移，約束剛度較大。6監(jiān)測(cè)儀器6.1應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)儀器6.1.1振弦式應(yīng)變計(jì)6.1.1.1性能參數(shù)應(yīng)符合量程±1500με,分辨率≤0.5με,綜合誤差≤1.5%F?S，工作溫度范圍-25℃~60℃,頻率測(cè)量范圍400Hz～4500Hz。6.1.1.2應(yīng)能通過測(cè)量振弦的振動(dòng)頻率變化來反映應(yīng)變變化，具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、適合長期監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)，可用于測(cè)量支柱表面或內(nèi)部的應(yīng)變，進(jìn)而計(jì)算應(yīng)力狀態(tài)。6.1.2電阻應(yīng)變片6.1.2.1性能參數(shù)應(yīng)符合靈敏系數(shù)2.08±1%，基底尺寸3mm×2mm，柵長×柵寬3mm×2mm，絕緣電阻≥500MΩ。6.1.2.2應(yīng)將應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電阻變化，通過惠斯通電橋測(cè)量電阻變化來計(jì)算應(yīng)變，具有靈敏度高、尺寸小、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，常用于短期或臨時(shí)應(yīng)變監(jiān)測(cè)，可配合靜態(tài)應(yīng)變儀或動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀使用。6.2壓力監(jiān)測(cè)儀器T/CMEEEAXXX—202536.2.1壓力傳感器6.2.1.1性能參數(shù)應(yīng)不低于量程0-500kg（可定制精度等級(jí)0.05%，輸出靈敏度2.0mV/V±0.1%，工作溫度范圍-30℃~70℃,防護(hù)等級(jí)IP67。6.2.1.2將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，可安裝于支柱頂部或底部，用于測(cè)量支柱所承受的軸向壓力，具有精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。6.2.2荷載箱6.2.2.1性能參數(shù)應(yīng)不低于最大試驗(yàn)荷載10000kN，位移測(cè)量精度±0.01mm，壓力測(cè)量精度±1%F?S，工作溫度范圍-20℃~50℃。6.2.2.2用于基樁自平衡法測(cè)試中，安裝于樁身特定位置，可同時(shí)測(cè)量上拔力和下壓力，通過內(nèi)置傳感器采集壓力和位移數(shù)據(jù)，適用于大型支柱或基樁的壓力測(cè)試。6.3位移監(jiān)測(cè)儀器6.3.1全站儀6.3.1.1性能參數(shù)應(yīng)不低于測(cè)角精度0.5″，測(cè)距精度0.6mm+1ppm，自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別（ATR）功能，測(cè)量距離最遠(yuǎn)可達(dá)3000m，電池續(xù)航時(shí)間長。6.3.1.2通過對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的角度和距離測(cè)量，計(jì)算支柱的水平位移和垂直位移，具有測(cè)量精度高、自動(dòng)化程度高、測(cè)量范圍廣等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)支柱的遠(yuǎn)程、非接觸式位移監(jiān)測(cè)。6.3.2激光位移傳感器6.3.2.1性能參數(shù)應(yīng)不低于測(cè)量范圍0-300mm，分辨率0.1μm，線性度±0.05%，響應(yīng)時(shí)間1ms，工作溫度范圍0℃~50℃。6.3.2.2利用激光三角測(cè)量原理，通過測(cè)量激光反射點(diǎn)的位置變化來確定位移量，具有精度高、響應(yīng)速度快、非接觸測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，適用于近距離、高精度的位移監(jiān)測(cè)。6.4數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備6.4.1數(shù)據(jù)采集儀6.4.1.1性能參數(shù)應(yīng)不低于通道數(shù)最多可擴(kuò)展至128個(gè)，采樣頻率最高可達(dá)100kHz，支持應(yīng)變、壓力、位移等多種傳感器接口，內(nèi)置大容量存儲(chǔ)，支持SD卡擴(kuò)展存儲(chǔ)，支持GPRS、4G、以太網(wǎng)等多種數(shù)據(jù)傳輸方式。6.4.1.2實(shí)現(xiàn)對(duì)各類監(jiān)測(cè)傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)和初步處理，并將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，具有穩(wěn)定性好、兼容性強(qiáng)、操作方便等特點(diǎn)。6.4.2無線傳輸模塊6.4.2.1性能參數(shù)應(yīng)支持GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，工作頻段850/900/1800/1900MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)85.6Kbps，工作溫度范圍-40℃~85℃。6.4.2.2將數(shù)據(jù)采集儀采集的數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，具有安裝方便、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。7監(jiān)測(cè)方案7.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置7.1.1應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)7.1.1.1對(duì)于混凝土支柱，在支柱頂部、中部和底部的側(cè)面均勻布置應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)截面不少于4個(gè)測(cè)點(diǎn)，且應(yīng)避開鋼筋位置；對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)支柱，在應(yīng)力集中部位（如節(jié)點(diǎn)、變截面處）和關(guān)鍵受力部位布置應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)。7.1.1.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)支柱的受力特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行優(yōu)化，確保能夠準(zhǔn)確反映支柱的應(yīng)力應(yīng)變分布情況。7.1.2壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)7.1.2.1壓力傳感器應(yīng)安裝在支柱的受力中心位置，對(duì)于承受軸向壓力的支柱，可安裝于支柱頂部或底部；對(duì)于承受偏心壓力的支柱，應(yīng)根據(jù)受力分析結(jié)果合理布置壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)。T/CMEEEAXXX—202547.1.2.2安裝時(shí)應(yīng)確保壓力傳感器與支柱受力面緊密接觸，受力方向垂直于傳感器承壓面，避免偏載影響測(cè)量結(jié)果。7.1.3位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)7.1.3.1在支柱頂部和底部設(shè)置位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)于高大支柱或?qū)ξ灰泼舾械闹е?，可在中部適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)。7.1.3.2位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置牢固的觀測(cè)標(biāo)志，如棱鏡、反光片等，且應(yīng)保證觀測(cè)標(biāo)志的穩(wěn)定性和可觀測(cè)性。7.2儀器安裝7.2.1應(yīng)變計(jì)安裝7.2.1.1振弦式應(yīng)變計(jì)安裝先將安裝基座用強(qiáng)力膠水或膨脹螺栓固定在支柱表面，待基座牢固后，將應(yīng)變計(jì)安裝在基座上，調(diào)整好位置和方向，確保應(yīng)變計(jì)軸線與監(jiān)測(cè)方向一致，然后連接好傳輸電纜，并做好防水、防潮和防護(hù)措施。7.2.1.2電阻應(yīng)變片安裝首先對(duì)安裝部位進(jìn)行表面處理，打磨平整并清潔干凈；然后在表面涂抹專用膠水，將應(yīng)變片準(zhǔn)確粘貼在預(yù)定位置，確保應(yīng)變片與支柱表面緊密貼合；最后焊接引出線，并進(jìn)行防潮、防護(hù)處理。7.2.2壓力傳感器安裝將壓力傳感器安裝在定制的安裝底座上，底座應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠均勻傳遞壓力；通過螺栓或焊接等方式將安裝底座與支柱固定，確保壓力傳感器安裝牢固，受力穩(wěn)定。7.2.3位移監(jiān)測(cè)儀器安裝全站儀觀測(cè)站點(diǎn)應(yīng)選擇在視野開闊、通視良好、地基穩(wěn)定的位置，安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格對(duì)中、整平，確保儀器架設(shè)精度；激光位移傳感器安裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)測(cè)量范圍和精度要求，調(diào)整好傳感器與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離和角度，確保激光束準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。7.3數(shù)據(jù)采集7.3.1采集頻率7.3.1.1施工階段，在支柱安裝、加載、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵施工工序期間，數(shù)據(jù)采集頻率不應(yīng)低于每小時(shí)1次；其他施工時(shí)段，可根據(jù)施工進(jìn)度和支柱受力變化情況，適當(dāng)調(diào)整采集頻率，但不應(yīng)低于每7.3.1.2運(yùn)營階段，對(duì)于正常運(yùn)行的支柱，數(shù)據(jù)采集頻率可設(shè)定為每周1-2次；當(dāng)遇到極端天氣（如大風(fēng)、暴雨、地震等）、結(jié)構(gòu)改造或荷載顯著變化等特殊情況時(shí)，應(yīng)加密采集頻率，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支柱受力狀態(tài)。7.3.2采集流程7.3.2.1數(shù)據(jù)采集儀按照設(shè)定的采集頻率自動(dòng)采集各監(jiān)測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)，并對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行初步濾波、校準(zhǔn)和存儲(chǔ)。7.3.2.2采集的數(shù)據(jù)應(yīng)通過無線傳輸模塊或有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和準(zhǔn)確性。7.3.2.3定期對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保設(shè)備正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)采集可靠。8數(shù)據(jù)整理分析8.1數(shù)據(jù)預(yù)處理8.1.1數(shù)據(jù)檢查T/CMEEEAXXX—20255對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性和準(zhǔn)確性檢查，剔除因傳感器故障、傳輸中斷、人為干擾等原因?qū)е碌漠惓?shù)據(jù)和缺失數(shù)據(jù)。8.1.2數(shù)據(jù)修復(fù)對(duì)于缺失數(shù)據(jù)，可采用線性插值、多項(xiàng)式插值、灰色預(yù)測(cè)等方法進(jìn)行修復(fù)；對(duì)于異常數(shù)據(jù)，可通過統(tǒng)計(jì)分析、物理規(guī)律判斷等方法進(jìn)行修正或剔除。8.1.3數(shù)據(jù)濾波采用數(shù)字濾波方法（如低通濾波、高通濾波、帶通濾波等）對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，去除噪聲干擾，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。8.2數(shù)據(jù)分析8.2.1統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算支柱受力、應(yīng)變、位移等數(shù)據(jù)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、變異系數(shù)等統(tǒng)計(jì)量，分析數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和離散程度，評(píng)估支柱受力狀態(tài)的穩(wěn)定性。8.2.2趨勢(shì)分析繪制支柱受力、應(yīng)變、位移隨時(shí)間變化的曲線，分析其變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)支柱受力狀態(tài)的發(fā)展變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常變化趨勢(shì)并預(yù)警。8.2.3對(duì)比分析將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果、歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)估支柱受力是否符合設(shè)計(jì)要求，判斷支柱受力狀態(tài)的變化是否正常。8.2.4相關(guān)性分析分析支柱受力與環(huán)境因素（如溫度、濕度、荷載變化等）之間的相關(guān)性，找出影響支柱受力的關(guān)鍵因素，為深入研究支柱力學(xué)性能提供依據(jù)。8.3預(yù)警閾值設(shè)定與預(yù)警8.3.1預(yù)警閾值設(shè)定根據(jù)支柱的設(shè)計(jì)承載能力、結(jié)構(gòu)安全等級(jí)、工程經(jīng)驗(yàn)等，綜合確定應(yīng)力、應(yīng)變、位移等監(jiān)測(cè)指標(biāo)的預(yù)警閾值，預(yù)警閾值應(yīng)包括黃色預(yù)警值和紅色預(yù)警值。8.3.2預(yù)警響應(yīng)當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并通過短信、郵件等方式通知相關(guān)管理人員；相關(guān)人員接到預(yù)警信息后，應(yīng)及時(shí)組織人員對(duì)支柱進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，分析原因，采取相應(yīng)的處理措施。9結(jié)論9.1監(jiān)測(cè)結(jié)果總結(jié)對(duì)監(jiān)測(cè)期間支柱的受力、應(yīng)變、位移等監(jiān)