對大跨鋼結(jié)構(gòu)而言,由于其結(jié)構(gòu)施工過程龐大復(fù)雜,施工方法和施工工藝繁瑣,在施工階段出現(xiàn)風(fēng)險概率要比其他結(jié)構(gòu)要高。而大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一旦發(fā)生事故,其影響和后果是極其嚴(yán)重的,會造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡和嚴(yán)重的社會影響。

在土木工程領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測在20世紀(jì)80年代提出,最初主要在橋梁監(jiān)測方面發(fā)展得比較快。20世紀(jì)80年代初,日本在修建日野預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋時,就建立了施工控制所需的應(yīng)力、撓度等參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng),并應(yīng)用計(jì)算機(jī)對所測參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場處理,然后將處理后的實(shí)測參數(shù)反饋至控制室進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析,最后將分析結(jié)果返回到現(xiàn)場進(jìn)行施工控制。

80年代后期修建Chichby斜拉橋和Yokohama海灣斜拉橋時,同樣建立了施工監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)旅工過程中實(shí)測參數(shù)與設(shè)計(jì)值的快速驗(yàn)證比較,用來保證施工安全和成形精度,效果良好。在國內(nèi),自20世紀(jì)90年代開始也于一些大型重要橋梁上安裝各種不同規(guī)摸的健康監(jiān)測系統(tǒng),雖然開展時間并不太長,但是目前已經(jīng)處于國際先進(jìn)水平。

眾所周知,橋梁結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行施工監(jiān)測和成橋試驗(yàn),將施工監(jiān)測和成橋試驗(yàn)的臨時傳感器用于橋梁結(jié)構(gòu)建成一段時間內(nèi)的短期監(jiān)測系統(tǒng)是我國許多大型橋梁常采用的方法。香港青馬大橋的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)永久性地安裝了 300多個各種類型傳感器,獲取的數(shù)據(jù)可以作為以后大橋結(jié)構(gòu)評估、運(yùn)營和維護(hù)的參考武漢長江二橋采用“水平角與天頂距同測法”監(jiān)測了施工中塔柱的相對變形;廣東虎門懸索大橋采用GPS新忮術(shù)對其施工過程進(jìn)行監(jiān)測。

我國在施工監(jiān)測方面的研究較晚,大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的施工監(jiān)測方面也有一定的發(fā)展。曾志斌等人基于靜態(tài)應(yīng)變無線數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膽?yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)對國家體育場“鳥巢”進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)卸載過程的應(yīng)力監(jiān)測。秦杰等人采用鋼弦式應(yīng)變計(jì)和全站儀對奧運(yùn)會羽毛球館預(yù)應(yīng)力和變形施工監(jiān)測研究,進(jìn)行了應(yīng)力監(jiān)測值的修正,修正后理論值和實(shí)測值吻合良好。錢稼苑等對北京大學(xué)體育館鋼屋蓋進(jìn)行包括施工監(jiān)測在內(nèi)的健康監(jiān)測,獲得了一批準(zhǔn)確、寶貴的實(shí)測數(shù)據(jù),保證了施工和奧運(yùn)期間結(jié)構(gòu)的安全。

在深圳證券交易所營運(yùn)中心抬升裙樓施工監(jiān)測中,通過應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析雙軸對稱測點(diǎn)應(yīng)力對比分析以及 接對結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力增量影響試驗(yàn)研究,對施工中的抬升裙樓進(jìn)行實(shí)時安全評估。

在大型空間鋼結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測系統(tǒng)方面,國際及國內(nèi)對結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測的研究和應(yīng)用曰漸廣泛,但實(shí)際應(yīng)用的監(jiān)測系統(tǒng)大部分都只對部分關(guān)鍵構(gòu)件靜態(tài)工作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。由于受到施工階段現(xiàn)場條件的制約,國內(nèi)對于大跨空間結(jié)構(gòu)的監(jiān)測大多是針對施工階段的某一過程進(jìn)行監(jiān)測,如卸載過程、提升過程、開合過程,而目前對于結(jié)構(gòu)施工全過程的監(jiān)測和研究很少。