TOD地铁上盖项目施工过程中的全自动监测分析

TOD 地铁上盖项目施工过程中的全自动监测分析

吴帮勇

武汉地铁控股有限公司 430030

摘要：随着我国经济发展水平不断提高，地铁已经成为人们出行必备的交通工具，由此产生了一大批TOD地铁上盖开发项目，如香港太古广场、深圳华润中心、广州中信广场、北京东方广场等大型TOD综合体。城市扩张速度持续加快，市区可利用土地开发一块少一块，为集约高效利用城市中有限的土地资源，各大城市也在大力发展发展TOD地铁上盖项目。发展TOD地铁上盖项目能够改善周边土地环境、集聚人气、提升土地商业价值，进行拉动区域城市的经济发展，缓解财政压力。而TOD地铁上盖项目在实施的过程中其高风险是肯定的，包括涌沙、漏水、沉降、变形等等常发事故，因此，对项目实施过程中的监测就显得十分重要。

关键词：TOD地铁上盖 项目实施 施工监测

一、TOD概念的模式及特点

交通导向发展模式即 TOD 模式（TransitOriented Development），最早起源于美国，其产生与美国的经济发展有着密切联系，是以公共交通为导向的城市发展模式。在适于步行的一定范围内，以公共交通站点为核心，主要以火车站、机场、地铁、轻轨等公共交通线路，然后以公交站点为中心,以400-800米或5-10分钟步行路程为半径建立区域中心或城市中心，并对周边居住等各类功能土地进行高密度混合使用开发，使公共交通效用最大化，营造适于步行或非机动车出行环境的规划模式，打造集工作、商业、文化、教育、居住等为一体的混合功能区。其地下运行中的轨道交通，地上是高层住宅或商业综合体。

本次研究以武汉地区某TOD地铁上盖项目为例，阐述该项目在实施过程中采取的创新监测设备及方案。项目位于武汉市武昌区徐东大街南侧，武汉长江二桥武昌段下桥处。总建筑面积22027.9㎡，其中地上2~4层，建筑面积19340㎡；地下一层，建筑面积2687.9㎡。屋面高度为23.611m，平面呈L形，地上主要用作商业，地下室主要为停车及设备用房。临正在运行的城市轨道交通线路仅15米，且部分结构位于地铁隧道正上方。

二、监测内容

2.1项目B区大跨度跨层桁架结构

主要监测内容：主要监测钢桁架安装、整体结构施工及卸载过程中钢桁架及支承结构关键部位结构构件截面内力及结构变形，主要包括：钢桁架关键部位弦杆、腹杆及支承框架柱截面应力、钢桁架与柱连接节点应力；支承钢桁架的框架柱的截面内力；钢桁架及支承柱水平、竖向变形；监测频次：在钢桁架安装完成及楼、屋盖结构施工、建筑竣工时分别进行。本项目监测工程主要考虑以下几个方面：1、关键节点的应力应变监测2、温度场监测3、变形监测。

监测方案：变形测点布置如下图：

屋 盖桁架测点，下弦共计8测点，每个测点安装1个静力水准仪。共计8个静力水准仪。

2.2测点数量统计如下：

2.3监测仪器

2.3.1应力应变监测

振弦式表面式应变计主要用于大坝、桥梁、隧道、输油气管线、古建筑、钢结构等各种结构的应力应变监测。内置的温度传感器可同时监测环境温度。安装时，既可将传感器的两个安装块用电弧焊接、或使用螺栓固定在结构表面以监测结构的应变；也可用粘接或使用锚杆，通过钻孔的方式固定在结构体表面测量结构体的应力应变。

2.3.2变形监测

静力水准系统是测量两点间或多点间相对高程变化的精密仪器。主要用于大坝、核电站、高层建筑、基坑、隧道、桥梁、地铁、地质沉降、等垂直位移和倾斜的监测。静力水准系统一般安装在被测物体等高的测墩上或被测物体墙壁等高线上，通常采用一体化模块化自动测量单元采集数据，通过有线或无线通讯与计算机连接，从而实现自动化观测。

2.3.3索力

振弦式压力环又名锚索计，适用于各类锚杆、锚栓监测。不同型号的压力环内置3～6只高精度振弦式传感器，传感器可监测作用在压力环上的总荷载，通过每只传感器的变化还可以获取偏心荷载，内置温度传感器具有测温功能，适用于各种恶劣环境下的长期监测。

三、采集系统

采用8通道振弦式数据采集仪提供8个可以测量振弦式产品的通道，可以对不同频率范围的振弦式产品进行采集，包括振弦式应变计、温度计、位移计、渗压计、土压力计等。该仪器基于最新的电子集成电路技术，使用先进的ARM-M系列处理器，采集高效稳定，配合DVW数据采集软件可以实现振弦式传感器的远程无人值守采集、预警。16通道振弦式数据采集仪和8通道振弦式数据采集仪功能相同，只是可以提供16个测量振弦式产品的通道，所有参数都和8通道振弦式采集仪一样。

四、自动化监测系统架构（数据传输）

桥梁健康监测系统是一个系统工程，其核心任务是可以及时、准确的获取桥梁挠度、应力、温度的实时数据，并将数据发送到中心管理软件平台，进行处理分析并做预警。通过在桥梁上布设安装振弦式应变传感器和高精度静力水准仪测点，将数据实时采集，再由现场基站通过无线GPRS，4G等无线通讯手段传输至中心平台，经过处理后，形成可视化数据。展示给用户电脑，手机端，并在数据异常时，自动进行报警。为了更好的满足本次项目的多样化数据传输和远程数据访问要求，本次系统采用公有云（AIOT-Cloud）系统方案，采集3G/4G方式实现数据中继远程传输到服务器。系统具体网络框架设计方案如下图所示。

五、自动化监测软件平台

软件平台部署在AIOT-Cloud服务器上，可以为用户端提供远程WEB浏览器服务。用户可采用终端设备（手机、电脑、PAD等）进行登录访问软件平台，实现对自动化监测数据的查询、修改、导出、汇总、打印等基本操作。同时中心管理软件平台预留了数据接口，可以与青岛市级监控中心进行数据交流，实现双方的无缝对接。

中心管理软件平台主要功能有：系统管理功能、数据采集管理功能、数据图形管理功能、数据展示功能、监测预警功能、信息发布功能、设备自动化维护功能、预留接口和扩展功能。

灾害预警功能

六、结语

虽然TOD地铁上盖是一种综合性很强的发展模式，对解决城镇土地利用和交通拥挤问题的一种非常重要的途径，对城市发展具有社会、经济、环境可持续发展等具有强大优势，但在大力发展TOD地铁上盖项目的同时，要着重关注其建设的安全性和运营的安全性。因此，对TOD地铁上盖项目进行自动化监测，将让该模式的大力推广及发展如虎添翼，也为社会的发展作出技术贡献。

参考文献：

1. 宋昀 汤朝晖，从经典式到现代式——对中国城市TOD规划的启发.城市规划.2016.03

2. 郭宇峰，国内外城市发展 TOD 模式对武汉市的启示.2019.07