[发明专利]一种大型及复杂结构施工过程安全监测与成套控制系统

说明书

技术领域

本发明为一种大型及复杂结构施工过程安全监测与成套控制技术，涉及建筑工程技术、结构测试技术和网络通讯技术领域，具体指一种将结构应力应变测试技术、结构整体倾斜变形和挠度变形监测技术、结构低频振动测试技术和网络通讯技术集成应用的一门专业技术，应用于大型及复杂结构施工过程的安全监测。

背景技术

当前，随着国内外建筑施工工艺不断快速发展，一些施工项目为了加快施工进度，缩短施工工期，经常采用整体运输，整体滑移，整体吊装等新型施工技术手段。

特别，在一些大型复杂结构采用新型施工工艺过程中，因这些结构的受力复杂，施工工艺新颖，因此在施工过程中，如控制不当或出现特殊情况，就有可能导致意外事故发生。因此，如何监测和控制结构的应力变化、整体倾斜变形、结构挠度变形和水平度以及结构振动幅度、频率等等就显得尤为重要。采用何种技术手段来监测并反馈控制结构施工过程中各个参数的变化情况就成了监测和控制技术的一个新课题。

发明内容

本发明的目的为克服上述现有技术存在的缺失，而提出的一种将结构应力应变测试技术、结构整体倾斜变形和挠度变形监测技术、结构低频振动测试技术和网络通讯技术集成应用。

本发明的技术是一种在大型复杂结构施工过程中(特别是一些采用新型施工工艺，存在未知风险的工程施工中)采用的监测控制技术，主要是将监测大型复杂结构施工过程中各种参数变化的多种监测传感器通过各个分系统进行监测信号采集，再通过无线网络传输系统将监测数据传送至中央控制计算机系统进行实时显示，并通过配套软件对结构在该施工工况下的安全性进行分析，一旦出现结构受力、变形、振幅或振动频率等参数有超出安全范围的预兆，可马上反馈给施工是指挥系统对施工进程进行控制，从而达到确保施工过程安全的功用。

该成套控制技术主要包括多通道分布式应力应变监测系统1，高耸结构整体倾斜变形监测系统2，大跨度结构挠度及水平度变形监测系统3，建筑结构低频振动监测系统4以及数据通讯系统5、无线网络数据传输系统6和中央控制计算机系统7综合集成。其连接关系如附图1所示，多通道分布式应力应变监测系统、高耸结构整体倾斜变形监测系统、大跨度结构挠度及水平度变形监测系统、建筑结构低频振动监测系统为并列关系，在监测时各自监测结构施工过程中相关的参数，然后各个子系统监测到的数据通过无线网络数据传输系统传输至监测控制中心的中央控制计算机系统，供监测技术人员查看、分析。

综上所述，这种大型及复杂结构施工过程安全监测与成套控制技术，应用于大型复杂结构施工程中，能真正做到对结构的应力变化、整体倾斜变形、结构挠度变形和水平度以及结构振动幅度、频率等重要参数进行监测，并能很好地解决大型复杂结构实时监测的数据通讯难题，通过无线网络传输做到实时监测，解决了施工现场监测通讯线易被损坏的难题，同时能实时将监测数据反馈给施工指挥系统进行施工进程的控制，并起到了良好的预警作用。该技术填补了国内大型复杂结构系统性监测的空白。

附图说明

图1为本发明一种大型及复杂结构施工过程安全监测与成套控制系统集成示意框图；

图2为本发明多通道分布式应力应变监测系统原理框图；

图3为本发明高耸结构整体倾斜变形监测系统原理框图；

图4为本发明大跨度结构挠度及水平度变形监测系统原理框图；

图5为本发明建筑结构低频振动监测系统原理框图。

附图标记号说明

1——多通道分布式应力应变监测系统；

2——高耸结构整体倾斜变形监测系统；

3——大跨度结构挠度及水平度变形监测系统；

4——建筑结构低频振动监测系统；

5——数据通讯系统；

6——无线网络数据传输系统；

7——中央控制计算机系统；

8——应力应变监测传感器；

9——数据采集模块；

10——A/D转换模块；

11——应力应变监测计算机；

12——激光投射器；

13——激光投射点接收觇板；

14——摄像设备；

15——图像采集卡；

16——倾斜变形监测计算机；

17——连通管系统；

18——液位传感器；

19——挠度及水平度监测计算机；

20——加速度传感器；

21——信号过滤系统；

22——低频振动监测计算机。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。