随着现代工业及科学技术的发展,钢结构常常作为大型公共建筑的结构形式。从结构受力到空间构成,空间钢结构都有其独特的优势,但其受力十分复杂,一旦发生破坏将造成严重的经济损失和社会影响。为了充分研究空间钢结构在各个阶段的受力特点,近年来健康监测在土木工程领域成为热门研究方向。结构健康监测主要通过在结构上布设传感监测系统,实时把握结构的真实受力状态,保证结构的安全,同时揭示结构的受力变化过程及性能演变规律,为结构的设计方法与理论分析的发展提供宝贵资料。本文以哈尔滨站二期改造工程为背景,对其进行了为期30多天(结构施工阶段)的监测,取得了其在顶升施工阶段的有效数据;并对监测数据进行了深入的研究分析,同时结合有限元数值模拟软件ANSYS对其顶升施工过程进行模拟,揭示了该类结构在顶升施工过程中的受力特点,为之后进一步的研究提供了一定的科学依据。本文主要研究内容包括:根据以往工程经验及相关设计方法,设计了拱形钢管桁架结构在施工阶段的健康监测系统的监测方案,并对哈尔滨站二期改造工程中拱形钢管桁架结构在顶升施工阶段进行了结构实时监测。对哈尔滨站二期改造工程中拱形钢管桁架结构在顶升施工过程中部分结构杆件及临时支撑体系的应变响应进行了实测研究分析,并结合ANSYS数值模拟技术,对比不同体量的桁架结构在顶升施工中的应变变化水平,揭示了该桁架结构在顶升施工过程中受力状态的变化特点。基于现场实时监测数据,为后续的结构运营阶段的结构健康监测系统设计提供了一定的数据基础及理论依据。