CN106705933A - 一种脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，特点是利用包括但不限于红、绿、蓝等颜色的激光作为水平光源或以钢、合金及合成材料制成的固体丝、棍或索为基准，建立高程标准系统，通过传感器系统自动测量的方式，记录并比较测量变化值，反映出支架基础的沉降量；本发明的优点是该安全预警系统构建灵活度大，可根据使用方要求、资金投入情况及沉降安全需要等，实现对脚手架沉降或隆起人工、半人工或全自动化的观测、记录及报警；本发明的沉降观测系统可靠性强、施工方便、综合造价相对低廉且维修方便；为脚手架设计和使用提供数据支持，不对脚手架结构产生影响，能有效的提高脚手架使用的安全性，综合效益较好。

Description

一种脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统

技术领域

本发明涉及建筑施工测量预警技术领域，具体是一种脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，涉及对沉降值进行人工、半自动或全自动的测量、自动记录数据、数据自动传输及沉降自动分阶段报警技术，不但可以测量下沉还具有测量基础隆起的能力。

背景技术

公路、房建、机场及船舶建设过程中出现大量脚手架坍塌事件，坍塌事故发生的主要原因之一是基础处理不到位，施工过程中未能及时发现地基发生沉降，导致脚手架受力与原计算的模型受力不一致，局部承载力过大导致局部脚手架失去稳定性，在牵拉及骨牌效应的影响下出现大面积脚手架失稳的情况。

目前脚手架施工主要偏重于安全管理程序的管理上，在施工前要求编制有针对性的《专项施工安全方案》，经公司技术负责人审批、签字、盖章后，组织专家对该《专项施工安全方案》进行评审，施工期间要求严格按经评审改正后的《专项施工安全方案》实施，基础的处理质量主要采用过程旁站和局部试验检测的方法进行控制，在脚手架正式施工中采用建立水平观测点对基础沉降观测，该观测方法存在观测速度慢，不能同时对多个监控点进行控制，分级预警不能与基础沉降同步，时限性不强，不能实现自动报警功能；基于上述理由，需要对脚手架施工过程的检测技术进行改进改良，以提高其施工精度，从源头上避免坍塌等安全事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，使用激光与光电传感器配合，固体丝、棍或索结构与测量尺传感器、齿轮放大组、杠杆组、角度传感器等配合，实现自动 化监测，或采用直尺、水准仪、游标卡尺或螺旋测微器等进行人工测量。

作为本发明进一步的方案：采用多通道数据采集、自动记录及四级报警设备，通过设置上限、上上限、下限及下下限4种预警值实现分级报警功能，不同的预警情况对应不同的声光信号，设置正常时为绿灯点亮，上限时为黄灯点亮并发出初期报警声音，上上限时为红色爆闪灯点亮同时发出报警声音，下限时为蓝灯并发出初期报警声音，下下限时为红蓝爆闪灯点亮同时发出报警声音。

作为本发明进一步的方案：所述光源使用的激光采用红色、绿色或蓝激光等扩散性较小的激光或镭射光，每个控制位置的光电传感器为单个、多个或靶标形式。

作为本发明再进一步的方案：所述固体丝、棍或索选用能够承受一定拉力、温度稳定性适当的丝状、棒状或索状固体材料，制造材料为单金属、合金或非金属。

作为本发明再进一步的方案：所述测量设备包含采用杠杆类、直线类、间接类、直接读数类；所述杠杆类包括杠杆、表盘、齿轮放大组等；所述直线类包括直线运动的测量设备，如测量尺传感器；所述间接类包括皮带、链条等间接读数工具；所述直接读数类包括直尺、水平仪观测、游标卡尺、螺旋测微器等方式取得测量数值的工具。

作为本发明再进一步的方案：所述报警的灯光包含但不限于红色、绿色、蓝色等单色光源，还包括多色灯光，如白光；发光形式为白炽灯、LED等能发出光线的设备。

作为本发明再进一步的方案：所述报警声音包含单频率声响震动、多频率声响、动物叫声、人声或其他模拟声响。

作为本发明再进一步的方案：所述报警阶段包含但不限于单阶段、两阶段或多阶段报警。

作为本发明再进一步的方案：所述报警值可向上设置、也可向下设置。

作为本发明再进一步的方案：所述数据传输的方式包含但不限于有线传输、热点传输、WiFi传输和手机网络传输。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实现了脚手架沉降监测的自动化、报警的自动化、数据采集自动化；也可以根据主资金及期望选择半自动化、全人工方式；满足使用多种需求；本发明的安全预警系统使用方便可靠、维修更换设备方便，为脚手架设计和使用提供数据支持，设备安装相对简单，不对脚手架结构产生影响，能有效的提高脚手架使用的安全性，综合效益较好。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的结构框图。

图2为本发明的另一种实施例的结构框图。

图3为本发明的实施方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

请参阅图1，一种脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，利用激光扩散角度较小、光源稳定的特点及光电感应原理，在地基稳定的位置建立基准水平光源，在脚手架基础发生沉降时，脚手架随之发生竖直向下移动，通过光电传感器接收信号实时反映脚手架底部竖向位移发生的情况。

实施例2

请参阅图2，在脚手架两侧地基稳定且不受沉降影响的位置，视地基承载力情况打入一定深度要求的基准桩，基准桩的刚度满足变形需求；一侧桩上适当高度位置固定固体丝、棍或索，另一侧桩上设置张紧装置，根据外界温度及材料情况使用不同的张紧拉力，确保固体丝、棍或索的垂度变化在允许误差范围内；

在实际应用中也可根据需要部分利用实施例1和实施例2的相结合的综合形式。

本发明中，利用光线及固体丝、棍或索建立基准，沉降测量根据基准的不同采用光电感应、电子测量尺、直尺、水准仪、游标卡尺或螺旋测微器直接测量手段，或利用齿轮、齿条、皮带或链条传递，利用直线移动距离或角度变化方式进行直接或间接测量。

建立基准与变化的量的比较，用于测量脚手架基础隆起或沉降：

正向施工步骤先建立基准，再安装测量设备，测量初始值后开始实际观测；具体包括 以下步骤：

1)根据地质及现场情况选择合适地点安装带自动安平设备的激光发生器，调整激光高度及纵横向位置；

2)安装调整光电感应装置，安装设备运行情况指示灯，调试检查设备运行情况，设置上限，上上限，下限及下下限预警值；

3)调试检查预警系统报警情况，测量并记录初始值后系统开始正式运行。

逆向施工步骤先在预估位置安装测量设备后，再根据测量位置安装测量设备，测量初始值后开始实际观测；逆向施工具体包括以下步骤：

1)在适当位置高度初步安装光电传感器，检查设备运行情况；

2)根据地质及现场情况选择合适地点安装带自动安平设备的激光发生器，调整设置上限，上上限，下限及下下限预警值；

3)调试检查预警系统报警情况，测量并记录初始值后系统开始正式运行。

综合步骤根据事先规划，同时安装测量设备和基准线，调整设备，测量初始值后开始实际观测；综合施工具体包括以下步骤：

1)按事先规划，分几组同时安装传感设备和安装带自动安平设备的激光发生器；

2)根据初步基准统一协调指挥调整各组设备，安装带自动安平设备的激光发生器；

3)测量并记录初始值后系统开始正式运行。

本发明的工作流程为：

1)根据施工方案、现场施工及地质情况，经结构分析和方案审核，最终选择并确定监测点位置；

2)将支架搭设至安全高度，并对进行监测设备的安装和调试；

3)进行荷载施加前准备，并对初始值进行记录；

4)进行首次荷载施加，并对荷载施加期间脚手架沉降情况进行监测预警；

5)重复步骤4)进行多次荷载施加，并对各次荷载施加期间脚手架沉降情况进行监测预警；

6)对各次荷载施加期间的预警、数据传输及记录进行数据整理和分析，并将结果进行整理及提交。

整个系统中，根据业主资金及期望选择全人工、半自动、全自动观测方式；选择人工、半自动、全自动报警方式；选择是否无线传输；然后根据选择方式及数量在现场安装观测设备及预警系统；测量初始数据，调整记录设备、报警设备、设置报警数值；对施工过程监控并记录；实现对脚手架沉降观察及沉降量的安全预警。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，采用三种设计手段，其特征在于，三种设计手段的具体方法如下：

1)利用激光扩散角度较小、光源稳定的特点及光电感应原理，在地基稳定的位置建立基准水平光源，在脚手架基础发生沉降时，脚手架随之发生竖直向下移动，通过光电传感器接收信号实时反映脚手架底部竖向位移发生的情况；

2)在脚手架两侧地基稳定且不受沉降影响的位置，视地基承载力情况打入一定深度要求的基准桩，基准桩的刚度满足变形需求；一侧桩上适当高度位置固定固体丝、棍或索，另一侧桩上设置张紧装置，根据外界温度及材料情况使用不同的张紧拉力，确保固体丝、棍或索的垂度变化在允许误差范围内；

3)部分利用方法1)和方法2)的综合形式。

2.根据权利要求1所述的脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，其特征在于：利用光线及固体丝、棍或索建立基准，沉降测量根据基准的不同采用光电感应、电子测量尺、直尺、水准仪、游标卡尺或螺旋测微器直接测量手段，或利用齿轮、齿条、皮带或链条传递，利用直线移动距离或角度变化方式进行直接或间接测量。

3.根据权利要求1所述的脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，其特征在于：建立基准与变化的量的比较，正向施工步骤先建立基准，再安装测量设备，测量初始值后开始实际观测；逆向施工步骤先在预估位置安装测量设备后，再根据测量位置安装测量设备，测量初始值后开始实际观测；综合步骤根据事先规划，同时安装测量设备和基准线，调整设备，测量初始值后开始实际观测。

4.根据权利要求3所述的脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，其特征在于，所述正向施工具体包括以下步骤：

1)根据地质及现场情况选择合适地点安装带自动安平设备的激光发生器，调整激光高度及纵横向位置；

2)安装调整光电感应装置，安装设备运行情况指示灯，调试检查设备运行情况，设置上限，上上限，下限及下下限预警值；

3)调试检查预警系统报警情况，测量并记录初始值后系统开始正式运行。

5.根据权利要求3所述的脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，其特征在于，所述逆向施工具体包括以下步骤：

1)在适当位置高度初步安装光电传感器，检查设备运行情况；

2)根据地质及现场情况选择合适地点安装带自动安平设备的激光发生器，调整设置上限，上上限，下限及下下限预警值；

3)调试检查预警系统报警情况，测量并记录初始值后系统开始正式运行。

6.根据权利要求3所述的脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，其特征在于，所述综合施工具体包括以下步骤：

1)按事先规划，分几组同时安装传感设备和安装带自动安平设备的激光发生器；

2)根据初步基准统一协调指挥调整各组设备，安装带自动安平设备的激光发生器；

3)测量并记录初始值后系统开始正式运行。

7.根据权利要求1所述的脚手架沉降观察及沉降量测量的安全预警系统，其特征在于，所述安全预警系统建立基准与变化的量的比较用于测量脚手架基础隆起或沉降。