CN212486800U - 一种自感知自预警临时支撑系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及结构监测技术领域，具体为一种自感知自预警临时支撑系统，自感知自预警临时支撑系统包括三个子系统：传感器子系统、数据采集与传输子系统、安全评定和报警预警子系统；传感器子系统由“BGK‑4000”弧焊型振弦式应变计、传感器安装块、配套电缆组成；操作方便，适用范围广，可同步监测各布设点传感器的应力差值，实时反馈到监测软件并经过拟定程序处理监测数据，为临时支撑结构安全提供可靠依据。本实用新型自感知自预警临时支撑系统具有制造工艺简单、经济造价合理，操作简便、同步监测精度高等优点，并且该自感知自预警临时支撑系统可循环利用，适合在各种采用临时支撑作为多层大跨钢结构施工工程。

Description

一种自感知自预警临时支撑系统

技术领域

本实用新型涉及结构监测技术领域，具体为一种自感知自预警临时支撑系统。

背景技术

在大跨度空间结构广泛应用的大背景下，为了完成钢结构施工过程的临时支撑被越来越多的应用到实际工程中。由于临时支撑设计企业更多的考虑安全问题，临时支撑设计的安全系取得过高，造成了资源的浪费。服役环境的复杂在设计过程中很难全面考虑，因此，仍然可能带来一定的安全隐患。随着结构技术难题不断被攻破，现代建筑结构日趋复杂化，大跨度、多功能、复杂形状等特点越来越多的现代建筑结构的特征。而由于跨度大、结构复杂带来的构件自重大、界面形式多样为结构施工带来了挑战。为了能够保质保量、安全可靠的完成结构施工，越来越多的临时支撑结构被应用到施工过程中。

近些年，随着计算手段和施工企业计算能力的改进，临时支撑的设计开始向着合理性和正规化趋势发展，但是，由于临时支撑具有制作周期长、重复利用高、施工工况预先估计不准、服役环境复杂等问题的存在，现阶段临时支撑失效导致的施工安全事故仍屡有发生，例如：沂州煤焦化煤场封闭项目施工工地发生的临时支撑断裂坍塌事故，沪杭高铁临时支撑倒塌砸中高架桥匝道等。如何保障临时支撑在施工过程中的安全成为施工措施中一项重要环节。

综上，急需开发一种安全可靠的，能够实现临时支撑结构自感知自预警的监测系统，从而保障结构安全，这种自感知自预警临时支撑系统集智能化和信息化于一体，实现胎架结构相关参数自感知；数据传输全部为无线传输，实现数据传输自动化；提供的手机APP中集成预警和评估软件，实现临时支撑结构的自身安全的预警报警。保证临时支撑结构在出现安全问题前就能通过系统自动实现结构的预警，人为干预将安全事故消灭。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自感知自预警临时支撑系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供一种自感知自预警临时支撑系统，包括三个子系统：传感器子系统、数据采集与传输子系统、安全评定和报警预警子系统；传感器子系统由“BGK-4000”弧焊型振弦式应变计、传感器安装块、配套电缆组成；数据采集与传输子系统由数据传输电缆/光缆、数模转换卡、传感器子系统配套解调仪、自动化数据采集仪、无线传输模块等组成；安全评定和报警预警子系统：属于软件系统，该软件采用模块化设计，包括数据库管理系统、安全预警系统等。

自感知自预警临时支撑系统，各监控传感器数据可实时采集监测数据，通过自动化采集仪将监测数据无线传输到安全评定和报警预警子系统，如果采集到数据有异常，系统通过APP实现多种手段报警(短信、手机亮屏、震动等)、并实现将数据上传到云服务数据中心，监测中心根据接收到的大量数据自动完成的数据分析、安全评估、预警。

传感器子系统为系统硬件即“BGK-4000”弧焊型振弦式应变计，BGK-4000 型已带有安装块。通常采用焊接或粘结安装块的方式固定在临时支撑上，安装块是成对提供的，其中带有锥尖固定螺钉，焊接或粘结杆件表面应清理干净。在安装时，先确定安装杆的长度后，在临时支撑结构上焊接或粘贴安装块，等到施工之前安装传感器。

所述传感器子系统的传感器与待测临时支撑钢结构的温度膨胀系数相同，具有很高的精度和灵敏度、卓越的防水性能、耐腐蚀性和长期稳定性。传感器功能为感知临时支撑的荷载和效应信息，并以频率、温度等物理参量形式输出。传感器有专用的四芯屏蔽电缆传输频率和温度电阻信号，频率、信号不受电缆长度的影响，适合在恶劣的环境下长期监测杆件的应变变化。

所述数据采集与传输子系统：主要包括数据传输电缆/光缆、数模转换卡、传感器子系统配套解调仪等，数据采集及传输用自动化数据采集仪。所述数据采集与传输子系统可完成自动化采集，选用具有无线传输和采集功能的 BGK-MICRO-40型自动化数据采集仪----分布式网络测量系统。配套的软件系统基于WINDOWS98/Me/NT/2000/XP/7工作平台，集用户管理、测量管理、数据管理、通讯管理于一身，实现工程的自动化测量及数据实时采集。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述的一种自感知自预警临时支撑系统，通过布设传感器系统、数据采集与传输系统、报警预警系统，提供手机APP实时报警和查询功能，实现了钢结构危大工程的远程安全监测和实时预警。

2、本实用新型所述自感知自预警临时支撑系统集智能化和信息化于一体，实现临时支撑系统支撑作用于自动安全监测作用的结合；监测数据传输全部为无线传输，实现数据传输自动化；并且通过手机APP中集成预警和评估软件，实现胎架结构的自身安全的预警报警，此监测系统设计先进合理，监测精度高，模块化结构，操作控制可靠性高。

3、本实用新型所述自感知自预警临时支撑系统不影响工程原定施工工序，操作方便，适用范围广，可同步监测各布设点传感器的应力差值，实时反馈到监测软件并经过拟定程序处理监测数据，为临时支撑结构安全提供可靠依据。

4、本实用新型自感知自预警临时支撑系统具有制造工艺简单、经济造价合理，操作简便、同步监测精度高等优点，并且该自感知自预警临时支撑系统可循环利用，适合在各种采用临时支撑作为多层大跨钢结构施工工程。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种施工结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种实施例实施例：

步骤一：分析具体工程临时支撑的使用特点，通过有限元通用软件对施工过程仿真模拟分析，确定临时支撑杆件1的易损位置；根据易损性分析结果确定临时支撑上传感器布点位置和采集仪器，并由仪器特性和传感器需求优化传感器子系统和数据采集与传输子系统，确定传感器2及自动采集仪3的数量；

步骤二：按步骤一中监测方案将传感器2安装在设计布设位置，用红箱子4 验证传感器2性能是否完好，确定传感器2可用后，连接传感器2配套数据线电缆；

步骤三：将各测点传感器2的数据线电缆顺沿着支撑架体，设置PVC套管，数据线穿于套管内，集结于数据自动采集仪3处；每条走线在地面裸露处有外部保护措施，并有明确清晰的编号和标识；尽量采用弱电工程的线槽进行线路行走，必要时自行铺设线槽。

步骤四：传感器数据线与自动化采集仪数据采集通道的连接根据系统拓扑图和物理连接图进行连接。连接线缆必须贴上对应的标签，以便以后维护和排故方便，防止连接端口错误；检查自动采集系统各传感器信号正确传输，数据采集记录原始数值备查；

步骤五：设备集中测试，按照实施方案，将所有的设备连接好，使用数据接收软件进行每个测试的数据接收测试。

1)检查各传感器采集参数设置是否满足设计要求；

2)当设计要求多种采集策略时，应针对每种采集策略分别测试传感器能否正确返回测试信号；

3)单个传感器采集数据的响应时间应满足设计和产品技术文件的要求；

4)静态同步采集时各传感器同步精度应小于5s。

5)传感器的编号及数据在现场数据库及远程数据库中应完全对应；

6)传感器数据应与其物理位置对应；

7)数据存储精度应不低于传感器的分辨率。

8)各传感器的测量数据不应超过传感器测量范围和设计文件规定的测量范围。

步骤六：监测系统的应用方法：

1)在监测软件系统中设置合理的程序和参数，保证采集传输得到的数据精度满足要求；

2)钢结构安装分区域分段进行时，通过数值模拟计算可预估自感知自预警临时支撑上传感器所在位置的应力变化情况，通过测试数据指导安装；

3)如果2)项的数据与理论值出现较大偏差，应报告施工方，停止查找原因后继续安装；

4)最终安装结束后，通过智能临时支撑数据可有效判断安装的完成情况；

5)如果系统应用过程中APP出现报警的情况，施工方应立即停工，查找报警原因，排除安全隐患后才可继续安装。

步骤七：现场施工结束后，监测中心尽快根据接收到的大量采集数据自动完成的数据分析、安全评估结构状态。为智能临时支撑的安全和整个钢结构安装过程安全性能有效控制。

步骤八：监测系统的拆除方法：

1)根据业主批准在某一施工阶段监测结束后，需对监测系统进行在规定时间段内拆除监测系统并回收；

2)综合工作面回撤时必须按规定回撤监控线路、设备等；

3)拆除的设备必须按照设备保护措施回收保存，确保设备可循环利用。

Claims (3)

1.一种自感知自预警临时支撑系统，其特征在于，包括传感器子系统、数据采集与传输子系统、安全评定和报警预警子系统；传感器子系统由应变计、传感器安装块、配套电缆组成；数据采集与传输子系统由数据传输电缆/光缆、数模转换卡、传感器子系统配套解调仪、自动化数据采集仪、无线传输模块和监控传感器组成；安全评定和报警预警子系统包括传感器系统、数据采集系统、数据库管理系统和安全预警系统，监控传感器可实时采集监测数据，通过自动化采集仪将监测数据无线传输到安全评定和报警预警子系统，当采集到数据有异常，安全评定和报警预警子系统通过APP实现报警，并将数据上传到云服务数据中心，云服务数据中心根据接收到的大量数据自动完成的数据分析、安全评估、预警。

2.根据权利要求1所述的一种自感知自预警临时支撑系统，其特征在于：所述传感器子系统为BGK-4000弧焊型振弦式应变计，BGK-4000型已带有安装块，采用焊接或粘结安装块的方式固定在临时支撑上，安装块是成对提供的，安装块上设置有锥尖固定螺钉。

3.根据权利要求1所述的一种自感知自预警临时支撑系统，其特征在于：所述数据采集与传输子系统采用具有无线传输和采集功能的BGK-MICRO-40型自动化数据采集仪和分布式网络测量系统，用于集用户管理、测量管理、数据管理、通讯管理，可完成自动化采集，实现工程的自动化测量及数据实时采集。

Images