[实用新型]用于预应力钢结构的三维可视化动态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑结构安全性监测技术领域，具体地，涉及一种用于预应力钢结构的监测系统。

背景技术

以张拉整体概念为基础的各种预应力钢结构，是顺应时代要求而产生的外形灵活新颖的结构体系，且已越来越多地应用于体育场馆、航站楼及火车站房等实际工程中。由于预应力结构的复杂性，结构本身产生的损伤积累、预应力损失等，直接影响着结构的安全性和正常使用。为了及时了解结构的工作状态，发现结构未知的损伤，建立工程结构的三维可视化动态监测系统，就显得十分迫切。但目前对大跨度应力结构的安全监测，无论在理论上还是在手段上均有一定的缺陷。基于传感系统的结构三维可视化动态监测系统的研发也较少，作为预应力结构安全维护的参考和应用的基础，系统的开发是目前亟待解决的难题之一。

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种用于预应力钢结构的三维可视化动态监测系统及监测方法，对预应力钢结构施工与运营期间进行三维可视化动态监测。

为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：

一种用于预应力钢结构的三维可视化动态监测系统，包括传感子系统、数据采集子系统、数据通信子系统、可视化显示子系统和安全预警子系统；传感子系统包括布设在待测结构上的气象环境监测传感器、结构监测传感器和辅助监测传感器；

数据采集子系统包括监测数据采集仪、监测主机和第一监测数据库，由数据采集仪接收传感子系统的模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，检测主机向检测数据采集仪发送指令请求检测数据后监测数据采集仪向监测主机发送监测数据，检测主机将监测数据存入监测数据库；

数据通信子系统包括监测客户端主机、监测服务端主机和第二监测数据库；检测客户端主机从数据采集子系统的第一监测数据库读取数据，监测服务端主机向检测客户端主机远程设置频率，请求监测客户端主机发送检测数据；监测服务端主机接收监测客户端发送的监测数据并存入第二监测数据库；

可视化显示子系统包括模型加载、模型编辑和模型显示三个模块；

安全预警子系统包括数据分析、铃声警告和方案生成三个模块；

数据传感子系统与数据采集系统通过有线或无线相连；数据采集子系统通过有线或无线与数据通信子系统相连；数据通信子系统通过有线或无线与可视化显示子系统、安全预警子系统相连。

传感子系统对待测结构进行监测，数据采集子系统采集传感子系统的数据，并通过数据通信子系统传输给可视化显示子系统和安全预警子系统，可视化显示子系统用于对结构进行可视化显示，安全预警子系统用于对结构进行预警。

数据采集仪接收传感子系统的模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号，检测主机向检测数据采集仪发送指令请求检测数据后监测数据采集仪向监测主机发送监测数据，检测主机将监测数据存入监测数据库。

检测客户端主机从数据采集子系统的第一监测数据库读取数据，监测服务端主机向检测客户端主机远程设置频率，请求监测客户端主机发送检测数据；监测服务端主机接收监测客户端发送的监测数据并存入第二监测数据库。

一种用于预应力钢结构的三维可视化动态监测方法，采用上述的监测系统，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)、确定预应力钢结构的监测内容及监测部位，布设传感器；

(2)、选择并安装数据采集系统，完成传感器模拟信号的转换和读取及存储；

(3)、在监测服务端主机安装监测数据库，并调试客户端主机与服务器端主机连接与通信；

(4)、创建结构三维模型

(5)、加载并编辑三维模型，实现结构的可视化显示

(6)、确定结构安全等级，实现安全警告。

优选地，采用的传感器包括，气象环境监测传感器、结构监测传感器和辅助监测传感器；气象环境监测传感器包括，风速、风向传感器；温湿度传感器；雨量计；气压计；结构监测传感器包括应变计；钢筋计；温度计；测斜计；位移计；索力计；辅助监测传感器包括，静力水准仪；振动传感器；GPS定位仪；

客户端主机从数据采集子系统的第一监测数据库读取数据，并以一定的频率实时传输至远程的服务端主机；服务端接收监测数据，并将其存储在本地的第二监测数据库。考虑现实需求，可在服务端远程更改客户端主机的数据读取与传输频率。

优选地，确定三个安全级别：安全、比较安全和不安全。