CN205448988U - 一种施工挂篮形变实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种施工挂篮形变实时监测装置，包括：传感器，设置在施工挂篮的各个梁或吊杆上，用于采集的形变信号；信号解调器，与传感器连接，将传感器采集到的形变信号转化为相应的数字信号；以及，服务器，与信号解调器连接，以处理信号解调器传输来的形变数字信号，对各个梁或吊杆的形变进行监测和安全预警；所述传感器为光纤光栅传感器，所述信号解调器为光纤光栅信号解调器，所述服务器为安装有数据处理软件的计算机。本实用新型的这种施工挂篮形变实时监测装置，监测精度高、使用和操作简单、寿命长，可有效预防施工挂篮重要部件断裂，及时消除安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及测试技术领域，具体涉及机械工程测试技术中的一种施工挂篮形变实时监测装置。
背景技术
施工挂篮是预应力混凝土连续梁、T形钢构和悬臂梁分段施工的一项主要设备，它能够沿轨道整体向前，在桥梁施工中应用最为广泛。由于挂篮的受力安全性能存在一定的安全风险指数，在悬臂浇筑混凝土时，容易发生挂篮倾覆以及挂篮中的梁、吊杆受力不均衡而发生断裂造成挂篮底平台坠落事故等风险。一旦发生事故，多为篮毁人亡损失严重，不仅花费较长时间和大量资金修复，还会严重影响桥梁建设进度。这就需要对施工挂篮的运行状态参数进行实时在线监测，以便迅速获取挂篮当前运行状态及关键部位形变数据，通过数据分析和处理来监测挂篮的状态，及时发现潜在风险，提前做出安全预警。
国知局于2012年6月27日公告的一件授权公告号为CN101881001B、名为“一种挂篮应力及变形预警系统”的专利文件中，提出了一种水平高差传感器，该传感器由应变片、水平连通器和光电传感器协同作用测定施工挂篮形变，具体原理是将水平连通器置于挂篮模板底部，并在挂篮的各个梁、杆上有应变片，当挂篮的梁、杆形变过大时挂篮模板底部在水平方向会有高度差，光电传感器捕捉到水平连通器中液面的升降信号，之后控制柜对应变片和光电传感器信号进行处理监测。实际工程中，施工挂篮的工作环境恶劣，此方案中水平连通器易损坏；而且光电传感器对微小形变量的感知有局限性，导致监测结果不准确；控制柜预警需要每个传感器链接一个控制柜进行数据处理与预警控制，成本高且操作不便。
发明内容
为了解决的现有技术中施工挂篮监测数据精度低以及监测装置寿命低等问题，本实用新型提出了一种基于光纤传感的施工挂篮形变实时监测装置。
本实用新型的具体技术方案如下：
一种施工挂篮形变实时监测装置，包括：
传感器，设置在施工挂篮的各个梁或吊杆上，用于采集的形变信号；
信号解调器，与传感器连接，将传感器采集到的形变信号转化为相应的数字信号；
服务器，与信号解调器连接，以处理信号解调器传输来的形变数字信号，对各个梁或吊杆的形变进行监测和安全预警；
所述传感器为光纤光栅传感器，所述信号解调器为光纤光栅信号解调器，所述服务器为安装有数据处理软件的计算机。
上述施工挂篮形变实时监测装置，所述光纤光栅传感器焊接在各个梁或杆的传感器监测点上。
上述施工挂篮形变实时监测装置，每2-4个所述光纤光栅传感器之间由连接光缆逐个串联成一组，每一组均与一个光缆续接盒连接，各个光缆续接盒之间经主传输光缆串联汇总到光缆终端盒，所述光缆终端盒经由尾纤连接到光纤光栅信号解调器，所述光纤光栅信号解调器经由网络连接线与计算机连接。
本实用新型的有益效果为：
1.光纤光栅传感器重量轻、体积小、频带宽、动态范围大，对施工挂篮各个监测点的形变量干扰小，对微小形变量有很高的感知精度，得到的监测数据更精确，有效预防施工挂篮重要部件断裂，及时消除安全隐患；并且光纤光栅传感器耐腐蚀，较于传统传感器的使用寿命长，易于实现远距离测控。
2.光纤光栅传感器可挠性好，采用焊接方式附着于被测点，牢固可靠且易于布放，布放点灵活。
3.采用光缆连接各个传感器及各个设备，最终将采集到的数据传至计算机，高效处理相关数据并进行预警，用户易于操作。
附图说明
图1为本实用新型的传感器监测点示意图；
图2为本实用新型的监测装置拓扑结构示意图。
图中：101为底模横梁，102为上横梁，103为吊杆，104为桁架梁，105为桁架立杆，106为桁架斜杆，107为传感器监测点，201为光纤光栅传感器，202为连接光缆，203为光缆续接盒，204为主传输光缆，205为光缆终端盒，206为光纤光栅信号解调器，207为计算机，208为尾纤，209为网络连接线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步的解释和说明。
本实用新型是用高精度光纤光栅传感器测量施工挂篮关键部位的形变，继而引起的布拉格波长变化量，并通过光纤光栅信号解调器进行解调输出挂篮的形变数据，对施工挂篮的工作状态进行实时监测。
如图1所示，本实施例根据以往的工程经验，在施工挂篮上各个梁、杆上设置传感器监测点107。本实施例中使用的施工挂篮包括前后设置的两个吊挂机构和左右设置的两个桁架，该吊挂机构包括底模横梁101、上横梁102、连接底模横梁101与上横梁102的吊杆103，该桁架为三角形包括桁架梁104，桁架立杆105，桁架斜杆106。
本实施例的施工挂篮形变实时监测装置，包括：
传感器，设置在施工挂篮的各个梁或吊杆上，用于采集的形变信号；
信号解调器，与传感器连接，将传感器采集到的形变信号转化为相应的数字信号；
服务器，与信号解调器连接，以处理信号解调器传输来的形变数字信号，对各个梁或吊杆的形变进行监测和安全预警；
所述传感器为光纤光栅传感器201，所述信号解调器为光纤光栅信号解调器206，所述服务器为安装有数据处理软件的计算机207。
进一步的，上述施工挂篮形变实时监测装置，所述光纤光栅传感器201焊接在各个梁或杆的传感器监测点107上。
进一步的，上述施工挂篮形变实时监测装置，每2-4个光纤光栅传感器201之间由连接光缆202逐个串联成一组，每一组均与一个光缆续接盒203连接，每个光缆续接盒203之间经主传输光缆204串联汇总到光缆终端盒205，所述光缆终端盒205经由尾纤208连接到光纤光栅信号解调器206，所述光纤光栅信号解调器206经由网络连接线209与计算机207连接。
本实施例根据《公路桥涵设计和施工规范》9.2.4条和15.3.1条、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)3.2.2和3.2.3条等取值：施工挂篮质量与梁段混凝土的质量比值宜控制在0.3～0.5之间，特殊情况下也不应超过0.7，从而设定桁架最大允许形变为18mm，底模横梁101的挠度容许值：1/400，底模模板的变形应小于1.5mm，挂篮施工、行走时的抗倾覆安全系数为2。据此，计算机207根据接收到的挂篮各个传感器监测点107的形变数据，比较判别施工挂篮的健康等级，必要时给出预警信息并发出警报。
本实用新型实施例的具体工作流程如下：
1.考虑到施工对传感器固定要求较高以及数据监测进一步的精确度，采用表面焊接式形变将光纤光栅传感器201固定于在施工挂篮上各个梁、杆上设置的传感器监测点107上；
2.在本实施例中每个监测点垂直布置了2个光纤光栅传感器201，故用连接光缆202将2个光纤光栅传感器201串行连接成一组，每一组各通过一个光缆续接盒203并行连接于主传输光缆204，最后汇总于光缆终端盒205，通过尾纤208连接至光纤光栅信号解调器206，将原始形变信号解调为数据信号，通过网络连接线209输入到计算机207；
3.计算机207利用安装的数据处理软件，输出界面输出各观测点实时形变曲线，给出监测点的健康等级，形变超过预设值时发出预警信息。
本实用新型的这种施工挂篮形变实时监测装置，监测精度高、使用和操作简单、寿命长，可有效预防施工挂篮重要部件断裂，及时消除安全隐患。
Claims (3)
1.一种施工挂篮形变实时监测装置，包括：
传感器，设置在施工挂篮的各个梁或吊杆上，用于采集的形变信号；
信号解调器，与传感器连接，将传感器采集到的形变信号转化为相应的数字信号；
服务器，与信号解调器连接，以处理信号解调器传输来的形变数字信号，对各个梁或吊杆的形变进行监测和安全预警；
其特征在于，所述传感器为光纤光栅传感器（201），所述信号解调器为光纤光栅信号解调器（206），所述服务器为安装有数据处理软件的计算机（207）。
2.根据权利要求1所述的施工挂篮形变实时监测装置，其特征在于，所述光纤光栅传感器（201）焊接在各个梁或杆的传感器监测点（107）上。
3.根据权利要求1或2所述的施工挂篮形变实时监测装置，其特征在于，每2-4个所述光纤光栅传感器（201）之间由连接光缆（202）逐个串联成一组，每一组均与一个光缆续接盒（203）连接，各个光缆续接盒（203）之间经主传输光缆（204）串联汇总到光缆终端盒（205），所述光缆终端盒（205）经由尾纤（208）连接到光纤光栅信号解调器（206），所述光纤光栅信号解调器（206）经由网络连接线（209）与计算机（207）连接。
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| CN201620160917.2U CN205448988U (zh) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | 一种施工挂篮形变实时监测装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107255466A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-10-17 | 中铁十四局集团有限公司 | 用于挂篮施工的沉降监测方法 |
| CN110333038A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-10-15 | 武汉理工大学 | 一种基于光纤传感的大跨度管桁架结构在线健康监测系统 |
| CN110361052A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-22 | 中铁四局集团第一工程有限公司 | 一种施工安全监控预警方法及系统 |
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2016
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