CN108827235A - 一种高支模模板沉降监测装置及其方法 - Google Patents

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叶秀斌
林龙镔
董小鹏
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Abstract

本发明涉及一种高支模模板沉降监测装置及其监测方法，包括用以支撑模板的支撑架，所述支撑架上的若干根立杆上端或下端或上下两端安装有光纤光栅静力水准仪，位于立杆同一端的光纤光栅静力水准仪通过通气管和通液管串联在一起，光纤光栅静力水准仪通过光纤与光纤光栅解调仪相连接。本发明模板支撑架地基沉降监测装置解决了市场上对高支模模板沉降无法实时观测、无法对模板内部的观测点进行测量、易受到风荷载的影响等问题，能够分别对支撑架变形、地基变形或者二者共同作用引起的沉降量进行高精度的实时监测，有效防范高支模模板坍塌和失稳事故的发生，及时排除安全隐患，保证施工工人的人身安全。

Description

一种高支模模板沉降监测装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种高支模模板沉降监测装置及其监测方法，属于建筑施工高支模监测领域。
背景技术
随着建筑技术的发展，在现浇混凝土结构的施工中广泛应用高支模。在现浇混凝土结构的施工中，模板坍塌的工程事故常有发生，而高支模发生坍塌的风险远大于常规模板，在模板坍塌的工程事故中占有较高的比例。高支模发生坍塌安全事故的主要原因是多方面的，如高支模承载荷载过大、高支模自身变形过大、高支模支撑架立柱地基发生沉降等。由于以上原因诱发高支模支撑架构件失效，发生局部坍塌或整体失稳，导致工程破坏和现场作业人员伤亡的恶性安全质量事故。随着社会经济的发展，科学技术的进步，建筑工程的规模、空间和体量呈现逐步增大的趋势，建筑物的平面、立面更加复杂多样，因此在需要对高支模施工的安全管理提出更高的要求。
防治高支模坍塌事故的主要手段是对高支模在混凝土浇筑过程中的各种特征变形量进行监测。而高支模模板的沉降是主要的监测参数之一，目前的主要方法是采用经纬仪或水准仪等光学仪器进行沉降观测，该类方法无法实现实时监测，而受到视线阻挡的内部模板的沉降往往无法观测；市场上也有通过接触式位移计的方法进行监测，但是该法又易受到风荷载的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种可实时监测，并且监测精准性高的高支模模板沉降监测装置及其监测方法。
本发明采用以下方案实现：一种高支模模板沉降监测装置，包括用以支撑模板的支撑架，所述支撑架上的若干根立杆上端或下端或上下两端安装有光纤光栅静力水准仪，位于立杆同一端的光纤光栅静力水准仪通过通气管和通液管串联在一起，光纤光栅静力水准仪通过光纤与光纤光栅解调仪相连接。
进一步的，所述光纤光栅静力水准仪通过扣件固定在立杆上，所述扣件由固连在一起的抱箍A和抱箍B组成，立杆穿设于抱箍A中，光纤光栅静力水准仪套设于抱箍B中，抱箍A和抱箍B均有一对半圆形的半箍体组成，成对的两个半箍体一端铰接在一起，另一端具有用以穿设螺栓的连接耳部并通过螺栓螺母连接在一起。
进一步的，所述光纤光栅解调仪与计算机设备有线连接，所述计算机设备还连接有预警器。
本发明另一技术方案：一种如上所述高支模模板沉降监测装置的监测方法，当某监测点发生沉降时，与该监测点处的光纤光栅静力水准仪相连的其他光纤光栅静力水准仪内的液体将通过通液管流入该监测点处的光纤光栅静力水准仪中，该监测点处的光纤光栅静力水准仪内的液体增加，该光纤光栅水准仪内液面的相对位置将发生变化，内部的浮球受到的浮力发生相应的变动，此时通过内置的光纤光栅传感器可准确地采集到光波波长的变化值，可得到该点光纤光栅静力水准仪相对其它水准仪的沉降量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明模板支撑架地基沉降监测装置解决了市场上对高支模模板沉降无法实时观测、无法对模板内部的观测点进行测量、易受到风荷载的影响等问题，能够分别对支撑架变形、地基变形或者二者共同作用引起的沉降量进行高精度的实时监测，有效防范高支模模板坍塌和失稳事故的发生，及时排除安全隐患，保证施工工人的人身安全。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例一构造示意图；
图2是本发明实施例二构造示意图；
图3是本发明实施例三构造示意图；
图4是本发明实施例中扣件构造示意图；
图中标号说明：100-支撑架、110-立杆、200-光纤光栅静力水准仪、300-通气管、400-通液管、500-扣件、510-抱箍A、520-抱箍B。
具体实施方式
实施例一：如图1、4所示，一种高支模模板沉降监测装置，包括用以支撑模板的支撑架100，所述支撑架100上的若干根立杆110上端安装有光纤光栅静力水准仪200（型号LH-FBG-HL），光纤光栅静力水准仪位于立杆110上端相同高度，位于立杆同一端的光纤光栅静力水准仪通过通气管和通液管串联在一起，即位于立杆上端的所有光纤光栅静力水准仪通过通气管300和通液管400串联在一起，光纤光栅静力水准仪通过光纤与光纤光栅解调仪相连接，使得各光纤光栅静力水准仪内部的液体与气体可互相流动，连通后的光纤光栅静力水准仪内的液面将始终保持同一水平面，当监测点的立杆发生沉降时，液体将从其它光纤光栅静力水准仪内流入该监测点处的光纤光栅静力水准仪内，该光纤光栅水准仪内液面的相对位置将发生变化，内部的浮球受到的浮力发生相应的变动，此时通过内置的光纤光栅传感器可准确地采集到光波波长的变化值，通过换算可得到该点光纤光栅静力水准仪相对其它水准仪的沉降量。
未进行混凝土浇捣的模板的支撑架，因受到的纵向荷载不变，如假设该出的立杆未发生沉降，并以此处为参照，则可得到其它监测点立杆的绝对沉降值。
立杆沉降将使得支撑架体发生变形，过大的架体变形可导致局部坍塌或整体失稳破坏；立杆沉降还使支撑架的组合杆件产生额外的内应力，当该应力超过材料承载极限时，将发生材料破坏，从而导致支撑架发生破坏。通过以上方法，可准确地监测支撑架个监测点处发生的不均匀沉降和绝对沉降值。
由于光纤光栅静力水准仪安装于立杆的顶端，检测点的沉降监测值，为整体支撑架的沉降，它包含了架体的弹性变形、非弹性变形、地基的弹性变形和地基的非弹性变形，但是难于区分沉降成因是由于架体自身的变形导致，还是地基承载力不足产生的沉降导致。
本发明高支模模板沉降监测装置解决了市场上对高支模模板沉降无法实时观测、无法对模板内部的观测点进行测量、易受到风荷载的影响等问题，可对监测点位置的地基沉降和支撑架体沉降的累计值进行监测，得到各监测点的不均匀沉降情况，从而评估支撑架杆件是否因存在模板不均匀沉降而产生额外的内应力，判断模板支撑体系是否存在安全风险，有利于及时采取有效的解决措施，消除安全隐患，及时对作业人员进行撤离，保障人员安全，为高支模的整体稳定性提供保障，从而保障模板在这个混凝土浇筑过程中的安全性。
在本实施例中，所述光纤光栅静力水准仪通过扣件500固定在立杆上，所述扣件由固连在一起的抱箍A510和抱箍B520组成，立杆穿设于抱箍A中，光纤光栅静力水准仪套设于抱箍B中，抱箍A和抱箍B均有一对半圆形的半箍体组成，成对的两个半箍体一端铰接在一起，另一端具有用以穿设螺栓的连接耳部并通过螺栓螺母连接在一起。
在本实施例中，所述光纤光栅解调仪与计算机设备有线连接，所述计算机设备还连接有预警器，计算机设备上的光纤光栅数据采集软件进行数据采集分析，同时可以对不均匀沉降和绝对沉降值设定预警值，当监测值超过预警值时，及时预警，现场作业人员则可及时停止作业，撤离浇筑现场，以保障人生安全，通过沉降数据的采集，还可对模板的安全进行合理分析，排除安全隐患，进行有效的整改措施，以保障模板的安全。
实施例二：如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于，光纤光栅静力水准仪200安装在立杆的下端，则此时监测点的沉降监测值主要为立柱下地基的变形，该监测值可用于准确地判断模板地基的变形情况，但是难于判断模板支撑架的搭设质量是否合格，如是否存在立杆连接接缝过大，或其它构件连接不紧密而产生的架体变形。
实施例三：如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于，在支撑架的立柱上端和下端均安装有光纤光栅静力水准仪200，位于立杆上端的所有光纤光栅静力水准仪通过通气管300和通液管400串联在一起，位于立杆下端的所有光纤光栅静力水准仪也通过通气管300和通液管400串联在一起，采用该方法将客观地捕捉和记录模板支撑架的沉降变形，同时准确地得到分别由支撑架变形和地基变形引起的沉降量，可用于分析支撑杆件内应力异常和高支模工作异常的原因，从而更有利于对于模板沉降变形的原因进行客观分析，制定合理有效的整改措施，保障混凝土浇筑的施工安全。
一种如上所述高支模模板沉降监测装置的监测方法，当某监测点发生沉降时，与该监测点处的光纤光栅静力水准仪相连的其他光纤光栅静力水准仪内的液体将通过通液管流入该监测点处的光纤光栅静力水准仪中，该监测点处的光纤光栅静力水准仪内的液体增加，该光纤光栅水准仪内液面的相对位置将发生变化，内部的浮球受到的浮力发生相应的变动，此时通过内置的光纤光栅传感器可准确地采集到光波波长的变化值，可得到该点光纤光栅静力水准仪相对其它水准仪的沉降量，其中位于立杆上端的光纤光栅静力水准仪可监测到为支撑架的整体沉降量，而位于立杆下端的光纤光栅静力水准仪可监测到因地基变形引起的沉降量，通过两个沉降量便可分析处因支撑架自身变形引起的沉降量。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高支模模板沉降监测装置，其特征在于：包括用以支撑模板的支撑架，所述支撑架上的若干根立杆上端或下端或上下两端安装有光纤光栅静力水准仪，位于立杆同一端的光纤光栅静力水准仪通过通气管和通液管串联在一起，光纤光栅静力水准仪通过光纤与光纤光栅解调仪相连接。
2.根据权利要求1所述的高支模模板沉降监测装置，其特征在于：所述光纤光栅静力水准仪通过扣件固定在立杆上，所述扣件由固连在一起的抱箍A和抱箍B组成，立杆穿设于抱箍A中，光纤光栅静力水准仪套设于抱箍B中，抱箍A和抱箍B均有一对半圆形的半箍体组成，成对的两个半箍体一端铰接在一起，另一端具有用以穿设螺栓的连接耳部并通过螺栓螺母连接在一起。
3.根据权利要求1所述的高支模模板沉降监测装置，其特征在于：所述光纤光栅解调仪与计算机设备有线连接，所述计算机设备还连接有预警器。
4.一种如权利要求1所述高支模模板沉降监测装置的监测方法，其特征在于：当某监测点发生沉降时，与该监测点处的光纤光栅静力水准仪相连的其他光纤光栅静力水准仪内的液体将通过通液管流入该监测点处的光纤光栅静力水准仪中，该监测点处的光纤光栅静力水准仪内的液体增加，该光纤光栅水准仪内液面的相对位置将发生变化，内部的浮球受到的浮力发生相应的变动，此时通过内置的光纤光栅传感器可准确地采集到光波波长的变化值，可得到该点光纤光栅静力水准仪相对其它水准仪的沉降量。
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