20世纪80年代初，国外开始将监测用于大跨度桥梁和土木结构工程领域。20世纪90年代中后期，我国开始研究和用于大跨度桥梁。随着国内建设发展，监测技术在建筑领域的运用获得飞速发展，目前我国监测技术的运用已处于国际先进水平 ^[1]。

　　 钢连廊就位监测主要监测钢连廊就位后的支座支承力，监测每个支座的受力是否合理、安全等。支座受力涉及钢构架或钢连廊(连廊为人行道，高层构架没有人行道。文中两者互称，意思一致)的连接节点形式(铰接还是刚接)、施工方式(散件拼接安装还是整体提升就位)、支座数量及布置形式(落于同层支座还是多层支座，同层单支座还是同层多支座，多层单支座还是多层多支座等)。不同节点形式、不同施工方式及数量和布置形式都影响支座受力，尤其选择多层多列支座、整体提升钢构架(或钢连廊)就位的施工方法，更难预测和控制受力，造成不确定、不安全的后果。

　　 运用现代监测技术通过传感器监测控制每个支座受力，是最佳选择。监测前中后，结合对支座及实体的测量控制，调整支座接触面状态及高差，以达到设计要求。

　　 地处上海市松江区新桥镇，场地南北侧为空地，西侧为长陆泾市政河道，东侧为施工道路用规划三路。拉斐尔云廊新建生产及辅助用房项目沿G60高速辐射长江三角洲多城市。建筑共4个标段，由4个集团总承包。本公司仅承包二区3标段，建筑面积16.9万m²，建筑物由3栋地上18层、含裙房2层(包括3层);单层裙房连廊、过街连廊，双层裙房连廊;高层间设多层多列支座、不同跨度高层构架和低层连廊与地库等构筑物组成的建筑群体。二区3标段建筑群体效果如图1所示。

　　 高层构架连接6,8号楼，为5层多边形平面框架，3榀立面主桁架与1榀立面悬立面挑桁架，桁架结构最高标高79.150m，高层构架总重1 800t。支座最大跨度99.655m，为此，主桁架端部需立2栋楼各15个牛腿支座(支座5层，每层3个，部分列项支座与建筑立面呈45°转角布置)，共30个支座受力。高层构架平面布置如图2所示。

　　 采用液压同步控制整体提升平移技术，由地面偏位(钢连廊就位后任意点的地面投影点与其地面拼装时的起始点连线距离2 121mm即偏位距离)拼装钢连廊成整体后，通过高空已布置的多组液压提升平移机构，使用钢绞线分别穿过每个提升器的叠合油缸，连接已安装于高层构架的各吊具。通过同步分级加载，将高层构架整体同步提升至高空设计标高，然后将钢绞线下挂钢连廊，再高空斜向45°(即平移方向与跨度轴线呈45°)同步平移2 121mm悬停就位高空。最后，同步卸载30个支座。

　　 由于高层构架卸载多层多列30个支座，而支座的混凝土牛腿施工精度、钢构架制作加工精度、安装精度、滑移支座机械加工精度各不相同。卸载后，各支座不一定同时受力，即使同时受力也未必能达到设计要求，存在支座受力不确定、使用不安全可靠等危险。

　　 针对高层构架整体提升平移技术，多层多列30个支座的受力可分2种情况:(1)受力角度接触时无间隙，但接触面可能过压或欠压;接触时零间隙(虽接触，但处于浮触状态)或存在一定间隙，支座受力为0(即支座脱空状态);(2)受力分布通过点接触、线接触、面接触(更多点接触)，涉及支座面的受力均衡。

　　 钢构架就位后，无法用肉眼等判别接触状态，支座受力复杂而不均衡，通过监测数据增减垫板，调节支座高差，同时改善钢梁底的接触状态，使其平衡受力。具体方案如下。

　　 在构架上布置相应传感器，通过监测构件应力、应变推算支座反力，随后调节支座与钢梁间垫板厚度，改变接触状态。适用于短期监测、布点简单，但调节时需整体提升和卸载构架的情况。该法较常用。

　　 传感器布置形式可不变，采用适中厚度的垫板，在垫板上、下面设置隔热防火保温层，避免热直接传递到钢梁。将适中厚度的垫板垫入各支座，依据薄垫板易变形，加热或受压更易变形的原理，加热垫板至一定温度，然后卸载钢构架，钢构架因自重逐渐浮降，通过连续监测，达到自平衡、面接触(更多点接触)，监测数据几乎稳定，补偿钢构架桁架端部底面的不平整度与支座精度等级不一致等情况，钢连廊受力均衡。此时，保温防火材料部分被嵌夹入垫板，静止1h，当支座监测值与设计值相当时，停止加热保温，自然冷却，结束监测。适用于短期监测，垫板要增加加热装置，处理繁琐，但不用每次提升整体构架。该法推荐使用。

　　 与垫板调节法相同，可长期监测，但费用较大，钢连廊安装就位后，使用长期监测意义不大，且成本高。

　　 比较上述3种方法后，现场采用垫板调节法。

　　 根据上述施工方法，近2 000t钢构架整体落于30个支座，每个支座的受力无法用肉眼进行判断、确定，可能存在支座与钢梁底面接触不符合设计要求的情况。为充分了解和掌握支座受力状况，就位前，需全面测量支座受力区域等，控制偏差、减小误差。调整支座面接触状态，使支座受力趋于均衡，符合设计要求。

　　 解决接触面状态首先要保证材料加工和安装精度等，其次需控制安装关键工序，关键因素为实体测量，当融合分析测量数据与监测数据时，进一步针对性地考量安装精度误差，通过不断监测、采集数据，分析数据变化趋势，调整钢构架与支座面接触状态。具体实施情况如下。

　　 施工实体测量主要针对混凝土牛腿标高测量、支座标高测量、高层构架立面桁架各底梁端部高差及底梁平面平整度测量。同时涉及制作加工、安装等测量。由于钢连廊安装精度、混凝土牛腿施工精度的限制，钢连廊不同立面桁架底梁端部存在高差，混凝土各牛腿施工存在高差，安装后，搁置于支座将产生不合理的接触状态，所以，需调整不合理因素，确保支座受力均衡，满足设计要求。

　　 确定支座定位轴线，由于支座重4t，底面尺寸为1.5m×1.5m，用墨斗线弹出支座位置区域，复测混凝土牛腿标高，牛腿支座位置编号后，分成300mm×300mm梅花形区域，测量梅花区域高差值。以三维形式表达各支座区域测点值，连接各点，将连线投影至各立面，各点连线可包容于矩形框内，矩形宽度≤5mm，由于牛腿大预埋板采用二次灌浆，底部采用水平螺栓调整过，测得各支座平面度呈线性变化(不平整度误差<5mm)，仅个别支座平面高差为14mm。支座平面各离散测点呈线性变化。同时，6号楼各支座牛腿实际标高接近设计标高，误差约5mm;8号楼各支座牛腿实际标高比设计标高低20.000mm，误差约5mm。所以，不再垫板于支座与牛腿大埋件间，垫板调整全部设在支座与钢梁间，牛腿支座测点平面布置如图3所示，牛腿支座测点高差立面正投影如图4所示。

　　 高层构架两端各15个钢梁端部点域，整个构架(底平面)以钢构架胎架面为基准，设0.000m标高，同时不再划分各钢梁端部底平面为更小平面区域，直接在端部沿边移动测量，测多点后取一点为平均值，主要用钢卷尺分别测出相对基准线高差。当存在不确定性误差时，控制在规定范围内。由于6,8号楼牛腿支座已存在误差20mm，所以在6,8号楼各设1个标高基准点，由于跨度近100m,2栋楼支座高差20mm，存在支座受力差，但可忽略此力差值。这样，实际测得每栋楼支座状况:同支座平面标高高差误差控制在±5mm;同平层不同支座平面标高高差控制在10.000mm内;同列标高高差误差控制在20.000mm内;相邻2列标高高差控制在25.000mm内。其中30个立面主桁架搁置端相对胎架面标高高差间距如图5所示;30个支座相对设计标高偏差值如图6所示;30个牛腿支座分别与对应30个立面主桁架搁置端的实际间隙值(应为近似值)，可为整体平移提供依据，也可为控制垫板厚度、垫板下料等作参考。

　　 支座上表面的测量范围应依据立面主桁架搁置端梁底平面投影支座平面区域，由于支座平面比钢结构施工精度等级高，上平面可依据大埋件的测量结果进行简单测量。由于钢梁搁置端底面不平整度和钢梁搁置端存在高差，为消除该影响，此处引用微分理念，将每一投影区域再分小块区域，统筹优化每一区域，满足设计要求。具体优化如下:(1)优化垫板大小将原来投影区域整块垫板分解成数块垫板;(2)优化垫板重量优化后的每块小垫板重量<5kg/块;(3)优化垫板规格参数将优化后的垫板厚度定为1,3,5mm;(4)优化垫板形式将原来30个投影区域的9个投影形式，优化为5种形式。30个牛腿支座垫板方式如图7所示;(5)优化垫板尺寸原来9种形式垫板尺寸，优化后仅5种规格。

　　 完成垫板后，垫板、支座、钢桁架为满焊。所以，垫板的整个过程需考虑如下事项:(1)高空作业搬运方便，重量轻，留有足够的焊缝间隙;(2)经加工后的支座表面精度等级较高，表面未经加工的钢梁底面允许不平整度(每300mm×300mm偏差1.5mm)，精度等级较低，采用薄板调节较有利;(3)加工方便，规格尺寸尽可能少。总之，优化垫板后，以统一垫板配料规格尺寸和满铺为原则，优化效果明显。

　　 当钢连廊离设计标高为100.000mm时(即卸载就位前)，用全站仪抄平钢连廊，再用激光垂直仪测得每一支座与钢梁底面间隙。取激光垂直仪测得区域小垫板最小读数，即最小间隙为基准(2栋楼各设1个基准值)，超出基准值部分即垫板厚度值。垫板后，将钢连廊就位。

　　 数据由2部分组成:(1)实体测量数据，为基础准备数据;(2)监测数据，为指导安装调试的依据。从监测方案，到传感器布置、数据采集，数据处理、反馈、整理、输出，调试调整支座面接触状态，通过返复循环，满足设计要求。施工测量和监测调试施工工艺流程 ^[1]如图8所示。

　　 由设计院给出设计值再导出相关数据值，设定数据边界(即支座反力警戒值):

　　 建立数据库，将采集的应力应变值转换成各支座监测反力值(监测设计院)给定，由各支座监测反力值计算监测反力总值，计算各列支座监测反力总和，各监测总值与设计已给定值做比对;由各支座监测反力值与设计已给定值做比对，计算各支座监测反力值的相对比率(以%值表述)如式(2)所示。计算各列支座反力总和的相对比率(以%值表述)如式(3)所示。全部监测反力总值的相对比率(以%值表述)如式(4)所示。将30个支座反力变化趋势控制监测数据在警戒值内。

　　 通过初次监测，比较数据切换成支座监测反力值与对应支座设计值，通过该数值可知，初次垫板结果不符合设计要求，支座面存在过压(高于警戒线设计值)和欠压(低于警戒线设计值)状态，需再调试，由于钢梁底面不平整，测得的仅是近似值，与精加工后支座精度等级不一致，所以，采用先薄板再较薄板的方式，越接近设计值时，才用最易产生变形的1mm垫板调整接触面状态。补偿凹凸不平的钢梁底面，增加更多点接触，以接近面接触，使支座面受力均衡。此外通过两大数据库，进行数据互访、配对分析，建立数据图表，观察图表数据变化趋势，判定估计每个支座不同垫板位置、厚度，使每个支座与钢梁底面接触状态趋于合理。

　　 由第8次监测数据可知:监测数据值趋势已接近设计值。个别支座略高于设计值，且受力本身较小，由设计确认，并已认可。?轴支座略低于设计值，由于2栋楼端部是提升平移通道，干涉提升平移构件，提升平移前被拆除，提升平移后作为后补构件再安装，共计约100t。考虑每层支座受力按设计给定值几乎平摊，由于?轴靠悬挑端，受力大些，候补构件安装后，支座受力会增加，所以，?轴适当考虑预留承载力。最后，通过多次监测，得到上述结果，并获得设计院的认可。

　　 通过施工实体测量，掌握实体质量工况，有效控制安装、位置偏差等，进一步压缩安装等误差范围，建立测量数据库。同时由支座反力监测建立数据库，以两大数据库为依据进行综合分析。通过分项列表，观察相关支座反力值变化趋势;通过微分优化垫板技术，调整不同支座与钢构架主桁架端梁底面接触面状态及垫板厚度值，直至数据趋势线接近设计值。由于测量和监测数据可靠、处理合理，垫板厚度判断正确，因此，本高层钢构架支座反力仅经过8次调整，就完成调试，满足设计要求。

　　 对大跨度近2 000t高层构架多层多列支座反力进行监测调试属国内罕见。调试中，提升和卸载近2 000t高层构架的快与慢，次数多与少等，对支座承载均会产生影响。为控制频繁提升与卸载等，仔细测量实体，严格控制关键工序、安装精度等;同时，以测量数据和支座反力监测数据为基础，仔细分析和比较数据，做到尽可能减少提升与卸载次数等。