CN113074832A - 火灾下综合管廊本体结构安全的一种监测方法 - Google Patents

火灾下综合管廊本体结构安全的一种监测方法 Download PDF

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蒋首超
张婷娜
柳献
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Abstract

本发明提供了一种火灾下综合管廊本体结构安全监测方法，该方法通过测量火灾过程中本体结构某些部位的温度，根据预定的算法，确定本体结构的整体温度分布和结构反应，进而判断本体结构在火灾时的状态，并在结构面临倒塌危险前，发出预警信息，该方法能在综合管廊内部发生火灾时，为消防救援人员提供管廊本体结构安全状态的实时信息，并在结构发生破坏面临倒塌危险前发出预警信息，提醒救援人员撤离，从而保证消防救援人员的生命安全。

Description

火灾下综合管廊本体结构安全的一种监测方法
技术领域
本发明涉及地下隧道工程领域，具体涉及火灾下综合管廊本体结构安全的一种监测方法。
背景技术
综合管廊是很多城市市政工程建设的重要通道形式，其满足城市绿色环保生存空间与高标准景观的需求，具有良好的安全性、可靠性等特点。综合管廊符合标准设计、工业化制作和机械化施工的要求和目标，具有施工速度快、周期短、质量可靠、环境影响较小等优点。当综合管廊因意外发生火灾时，因本体结构温度升高，材料力学性能下降，管廊本体结构可能在火灾中发生破坏甚至倒塌，如果消防救援指挥人员对火灾管廊本体结构的状态不能实时掌握，火灾下管廊本体结构的破坏或倒塌就会严重危及消防救援人员的安全，很可能造成救援人员的伤亡。目前对日常条件下结构安全的监测主要是通过测量结构的应变、位移或者自振频率来实现的，而在火灾条件下，管廊内部温度很高，应变、位移或加速度等传感器均无法正常工作，因此无法采用常规的本体结构反应测量传感器来监测火灾下的管廊本体结构的安全。
发明内容
本发明目的在克服现有技术的不足，公开火灾下综合管廊本体结构安全的一种监测方法。
需要保护的技术方案概括为：
火灾下综合管廊本体结构安全的一种监测方法，其特征在于：通过测定火灾下综合管廊本体结构截面部位的温度来监测其安全性。
上述技术方案监测方法不是直接监测管廊本体结构的结构反应来判断其安全性，而是通过测量火灾过程中某一时刻本体结构(初始温度为T0)同一截面离开迎火面不同距离(单位：mm)的两个点A1\A2(分别为x1，x2)的温度(T1，T2)，根据已有的管廊本体结构材料随温度变化的规律，按照公式(1)：
Figure BDA0002978460370000011
确定本体结构厚度方向离开迎火面距离x(单位：mm)处的温度，公式中：
Figure BDA0002978460370000021
Figure BDA0002978460370000022
确定本体结构内的温度分布后，根据结构的破坏准则，在结构面临倒塌危险前，发出预警信息，该方法能在综合管廊内部发生火灾时，为消防救援人员提供管廊本体结构安全状态的实时信息，并在结构发生破坏面临倒塌危险前发出预警信息，提醒救援人员撤离，从而保证消防救援人员的生命安全。
上述技术方案中：可以适用于各种形状的综合管廊断面形式，也可使用不同建造方式建成的综合管廊，既可对新建的综合管廊设计安装该种火灾下的本体结构安全监测系统，也可对既有综合管廊进行安装，传感器的安装与固定对本体结构基本没有损伤。
本发明提供了一种火灾下综合管廊本体结构状态的实时监测方法，该方法采用的传感器能够适应火灾下的高温环境，且价格比较低廉，采集设备的通用性好，该监测系统能为火灾下的消防救援指挥提供支持，并可以用作火灾探测与报警的一种辅助手段。
附图说明
图1实施例1实施步骤示意图
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的特点，下面通过具体实施方式，做详细说明。
一种火灾下综合管廊本体结构安全监测方法包括以下实施步骤及工作过程：
步骤1，对拟安装火灾下本体结构安全监测设备的综合管廊进行火灾下的结构内部温度分析，提取不同阶段(如每隔1分钟)本体结构截面顶部靠近内表面主筋位置(对位置进行标记A1、A2)的温度T’1。
步骤2，对本体结构在火灾下的结构反应进行分析，得到本体结构各破坏阶段对应主筋位置的温度T’，将这些温度作为火灾下本体结构的特征温度T特(设定为阶段破坏温度值)，用于火灾下本体结构安全状态的特征温度。
步骤3，根据本体结构内部的温度分布，在温度较高的点(一般每个截面深度方向取两个点即可，一个点A2在构件表面T2，一个点A1在靠近内表面的主筋位置T1)布置温度测点，接入温度采集设备，传感器数据信号线和电源线需设置在防火隔热线缆管道或桥架内，根据每个时刻测得的同一截面深度方向两点的温度，按公式(1)即可得到截面上任一点的温度。
步骤4，所有采集到数据实时传入监控室并储存，同时根据需要在监视器上显示。火灾发生时，根据传感器测得的温度，同时根据与依据(1)预分析中得到的结构阶段破坏温度值进行比较的结果，得到结构所处的状态，并显示在控制室的显示屏上，同时根据当前测点的温度升高速度，得到测点温度达到阶段破坏温度或最终破坏温度的时间，显示在显示屏上，并发送给现场指挥人员提供预警。

Claims (4)

1.火灾下综合管廊本体结构安全的一种监测方法，其特征在于：通过测定火灾下综合管廊本体结构截面部位的温度来监测其安全性。
2.根据权利要求1所述的一种监测方法，其特征在于，温度测点的布置在管廊本体结构的若干特定位置(具体限定为：在截面的厚度位置，2个点以上)；
所述“2个点”，包括：截面的迎火面位置和靠近迎火面距离的主筋位置。
3.根据权利要求2所述的一种监测方法，其特征在于，
所述“2个点”同一截面某一时刻离开迎火面不同距离(单位：mm)的两个点(分别为x1，x2)的温度(T1，T2)，按照公式(1)变化规律确定本体结构厚度方向离开迎火面距离x(单位：mm)处的温度；
Figure FDA0002978460360000011
其中：
Figure FDA0002978460360000012
Figure FDA0002978460360000013
4.根据权利要求3所述的一种监测方法，其特征在于，根据按照公式(1)的得到的结构处于不同状态时对应关键位置(A1、A2)的温度，根据各时刻温度测点的温度得到各时刻的截面温度分布，与结构不同状态时的关键位置温度进行对比，判断火灾下管廊本体结构的状态和安全性，必要时发出预警信号。
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