CN106840092B - 采用激光测距仪监测高支模的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用激光测距仪监测高支模的方法，包括如下步骤：S1、在位于高支模架体外侧的区域设置基准点支柱，其中，基准点支柱的下端向下穿过软土层后伸入并固定于基岩层，基准点支柱的上端则向上伸出地面；S2、在基准点支柱伸出地面的部分设置基准点，并在高支模架体上部安装与基准点相对的第一激光测距仪；S3、通过第一激光测距仪测量其与相应基准点之间的距离，并椐据距离是否发生变化判断高支模架体是否发生沉降以及沉降量。并另外综合高支模架体的轴力和倾角变化量判断高支模的指标值是否超出安全范围，进而作出是否采取相应措施）的决定，以避免酿成较大、甚至重大的施工安全事故。

Description

采用激光测距仪监测高支模的方法

技术领域

本发明涉及建筑施工监测技术领域，特别涉及一种采用激光测距仪监测高支模的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，建筑工程的规模越来越大，越来越多的工程建设需要使用高支模辅助作业。高支模的高度一般从几米到十几米，有的甚至高达几十米。一般而言，高支模的高度越大，承重就越大，在施工过程中，高支模***发生坍塌的可能性越大，而一旦在施工过程中，高支模***发生坍塌，就会造成其上的作业人员群死群伤，酿成较大、甚至重大的施工安全事故。因此，在施工过程中，需要对高支模进行安全监测，以判断高支模的指标值是否超出安全范围，并根据监测情况，作出是否采取相应措施（例如在相应位置对高支模进行加固并及时撤离在其上施工的人员）的决定。

现有的高支模安全监测的指标主要包括轴力、倾角和沉降等，重要杆件的轴力，通过轴力计或压力计实现监测，杆件倾角主要采用倾角仪实现监测；而沉降则通过位移传感器或者全站仪实现监测。

其中，全站仪基于光学测试原理，其虽能大概实现大多数高支模的沉降监测，但仍存在如下不足：1、在进行支模整体沉降监测的过程中，由于软土层的稳定性较弱，容易因水位的升降或者外部压力的作用而发生局部变化，因此设置于软土层表面（或称地面）的基准点（所述基准点指需在的监测过程中始终保持静止不动的参照点）容易随软土层表面的沉降而沉降，从而出现自身沉降误差，并影响监测数据的可靠性。2、当高支模内部杆件较密集时，难以找到合适的测站点以供全站仪实现全方位一点式测量；因此，需要不断转站，而不断转站的工作量很大，相应的监测人力成本较高。

而相对位移传感器则需要通过钢丝测量，在现场环境复杂的情况下，容易造成钢丝断丝而损坏传感器情况，因此，不能保证数据的可靠性。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种采用激光测距仪监测高支模的方法，旨在提高高支模监测的可靠性，并节省监测的人力成本。

为实现上述目的，本发明提出一种采用激光测距仪监测高支模的方法，包括如下步骤：

S1、在位于高支模架体外侧的区域设置基准点支柱，其中，基准点支柱的下端向下穿过软土层后伸入并固定于基岩层，基准点支柱的上端则向上伸出地面；

S2、在基准点支柱伸出地面的部分设置基准点，并在高支模架体上部安装与基准点相对的第一激光测距仪；

S3、通过第一激光测距仪测量其与相应基准点之间的距离，并椐据所述距离是否发生变化判断高支模架体是否发生沉降以及沉降量。

本发明技术方案在位于高支模架体外侧的区域设有下端伸入固定于基岩层、上端伸出地面的基准点支柱，并将基准点安装在基准点支柱伸出地面的部分上，由地质性质稳定的基岩层支撑基准点立柱，使装于基准点立柱上的基准点不会因相应区域的软土层的沉降而沉降，从而确保基准点在监测的过程中始终保持静止不动，避免出现自身沉降误差。这样，在监测的过程中，通过第一激光测距仪监测其与相应基准点之间的距离的变化量，即可判断高支模架体是否发生沉降以及具体沉降量，且通过此方式监测到的数据准确可靠，有利于监测单位根据得到的沉降量，并另外综合高支模架体的轴力和倾角变化量判断高支模的指标值是否超出安全范围，进而作出是否采取相应措施（例如在相应位置对高支模进行加固并及时撤离在其上施工的人员）的决定，以避免酿成较大、甚至重大的施工安全事故。

附图说明

图1为本发明采用激光测距仪监测高支模的方法的基准点支柱和基准点的设置示意图；

图2为高支模架体的示意图；

图3为本发明采用激光测距仪监测高支模的方法的立方体框架设置激光测距仪和反射点的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种采用激光测距仪监测高支模的方法。

本发明实施例中，如图1至3所示，该采用激光测距仪监测高支模的方法，包括如下步骤：

S1、在位于高支模架体400外侧的区域设置基准点支柱，其中，基准点支柱100的下端向下穿过软土层200后伸入并固定于基岩层300，基准点支柱100的上端则向上伸出地面（即软土层的顶面）。

具体地，可采用钻孔或者植入高强度钢材的方式，使基准点支柱100的下端伸入并固定在基岩层300。

S2、在基准点支柱100伸出地面的部分设置基准点1，并在高支模架体400上部安装与基准点1相对的第一激光测距仪（未图示）。

具体地，基准点1的形状以及构造可根据需要而设定，其主要用于反射第一激光测距仪射出的激光，例如可采用反光镜或反射效果较好的金属（如钢片）等制成，由于其为现有技术并为本领域的技术人员所熟知，这里不再对其进行赘述，以能对第一激光测距仪射出的光线进行反射为准。基准点支柱100数量根据监测需要设定，可以为一个或者多个，每个基准点支柱100上一般设置一个基准点1，一般而言，数量越多，监测更为全面，当然，相应的成本越高。设置基准点支柱100的位置可根据实际的监测需要而设定，这里不再进行赘述。

S3、通过第一激光测距仪测量其与相应基准点之间的距离，并椐据所述距离是否发生变化判断高支模架体400是否发生沉降以及沉降量。

具体地，第一激光测距仪可通过蓝牙或者串口与控制端（未图示），例如计算机、平板电脑或者手机等连接，并可通过控制端指令采集的方法，实时或者单位时间间隔采集所述距离数据，使监测工作符合智能监测云平台的要求，随后通过对采集的距离数据进行分析，以根据距离数据的变化量判断高支模架体400是否发生沉降以及沉降量，并最终综合高支模架体400的轴力和倾角变化量判断高支模的指标值是否超出安全范围，进而作出是否采取相应措施（例如在相应位置对高支模进行加固并及时撤离在其上施工的人员）的决定，以避免酿成较大、甚至重大的施工安全事故。应当说明的是，重要杆件的轴力，通过轴力计或压力计实现监测，杆件倾角主要采用倾角仪实现监测，由于其为现有技术并为本领域的技术人员所熟知，这里不再对轴力计或压力计以及倾角仪具体如何实现相应监测进行赘述。

本发明实施例中，如图2、图3所示，在步骤S3中，还包括：根据高支模架体400的整体变形规律，在高支模架体400上规划监测路线（未图示），并在监测路线上的每个立方体框架401内部的一个角落处，安装横向、竖向以及体对角线布置的第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪4，而立方体框架401分别与所述角落横向、纵向以及体对角相对的另外角落处则安装有与第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪4相对的第一反射点5、第二反射点6和第三反射点7，用于分别反射第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪4射出的激光，以测量第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪4分别与第一反射点5、第二反射点6和第三反射点7之间的距离，从而通过这三个方向的距离数据定义高支模架体的空间相对坐标，并可根据距离数值变化量推算出每个立方体框架沉降或者偏位情况，进而综合第一激光测距仪测量的距离数值变化情况判断高支模架体400的深降或者偏位情况。例如，当第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪4测量的距离数值均未发生变化，而第一激光测距仪发生变化时，表示高支模架体400发生整体沉降；当第一激光测距仪测量的距离数值未发生变化，而仅部分第三激光测距仪3和第四激光测距仪4测量的距离数值发生变化时，表示高支模架体400发生局部沉降；当第一激光测距仪和第三激光测距仪3测量的距离数值未发生变化，而第二激光测距仪2和第四激光测距仪4测量的距离数值发生变化时，表示高支模架体400发生偏位。当第一激光测距仪、第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪4测量的距离数值均发生变化时，表示高支模架体400同时发生沉降和偏位。并最终综合高支模架体400的轴力和倾角变化量判断高支模的指标值是否超出安全范围，进而作出是否采取相应措施（例如在相应位置对高支模进行加固并及时撤离在其上施工的人员）的决定，以避免酿成较大、甚至重大的施工安全事故。

可以理解地，第一反射点5、第二反射点6和第三反射点7的形状以及构造可根据需要而设定，例如可采用反光镜或反射效果较好的金属（如钢片）等制成，这里不再对其进行赘述，以能对第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪4射出的光线进行反射为准。同样的，第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪4也可通过蓝牙或者串口与控制端，例如计算机、平板电脑或者手机等连接，并可通过控制端指令采集的方法，实时或者单位时间间隔采集所述距离数据。应该说明的是，高支模架体400由多个所述立方体框架401所构成，至于具体如何构成为现有技术，这里不再进行赘述。

具体地，关于监测路线的规划可在高支模架体400的设计图纸和待建造工程结构（如房屋）的设计文件的基础上，采用ANSYS或Midas Civil等大型有限元计算软件，对待监测的高支模架体400进行有限元数值建模分析，并根据计算分析结果预测支架沉降情况，以及根据监测节点（即一个立方体框架为一个监测节点）布置可体现预测支架沉降规律的原则，规划出较佳的所述监测路线。应当说明的是，ANSYS或Midas Civil等大型有限元计算软件的计算方式以及计算原理均为现有技术，这里不对其具体计算方式和计算原理进行赘述。

进一步地，第一激光测距仪位于监测路线上，例如，当第一激光测距仪仅有一个时，所述第一激光测距仪位于监测路线的一端。当第一激光测距仪的数量有两个时，两个所述第一激光测距仪可分别位于监测路线的两端。从而使第一激光测距仪、第二激光测距仪2、第三激光测距仪3和第四激光测距仪3均处于同一监测路线中，形成较佳的测量回路，从而提高监测精度，并使测量更为全面。

综上，本发明采用激光测距仪监测高支模的方法，与现有的高支模监测方法相比，具有如下有益效果：

1）安全性高：除了上述激光测距仪以及反射点的安装需要工作人员进入高支模架体400内部之外，监测工作的全过程无须监测人员进入高支模架体内部，从而可保证测试人员处于安全工作状态。

2）数据稳定性强：激光测距仪测试原理通过发射激光束实现，与传统拉线式相对位移传感器相比，具有受现场施工环境影响小的优点，使得测试数据更为稳定。

3）智能化程度高：激光测距仪可以通过控制端指令采集的方法工作，使得监测工作符合智能监测云平台的要求的同时，与全站仪的传统方法对比，还具有测试响应时间短，单位时间内采集数据次数多的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在位于高支模架体外侧的区域设置基准点支柱，其中，基准点支柱的下端向下穿过软土层后伸入并固定于基岩层，基准点支柱的上端则向上伸出地面；

S2、在基准点支柱伸出地面的部分设置基准点，并在高支模架体上部安装与基准点相对的第一激光测距仪；

S3、通过第一激光测距仪测量其与相应基准点之间的距离，并椐据所述距离是否发生变化判断高支模架体是否发生沉降以及沉降量。

2.如权利要求1所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：在步骤S1中，采用钻孔或者植入高强度钢材的方式，使基准点支柱的下端伸入并固定在基岩层。

3.如权利要求1所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：在步骤S2中，基准点采用反光镜或反射效果较好的金属制成。

4.如权利要求1所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：在步骤S2中，基准点支柱的数量为一个或者多个，每个基准点支柱上设置一个基准点。

5.如权利要求1所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：在步骤S3中，第一激光测距仪通过蓝牙或者串口与控制端连接，并通过控制端指令采集的方法，实时或者单位时间间隔采集距离数据。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：在步骤S3中，还包括根据高支模架体的整体变形规律，在高支模架体上规划监测路线，并在监测路线上的每个立方体框架内部的一个角落处，安装横向、竖向以及体对角线布置的第二激光测距仪、第三激光测距仪和第四激光测距仪，同时在立方体框架分别与所述角落横向、纵向以及体对角相对的另外角落处则安装与第二激光测距仪、第三激光测距仪和第四激光测距仪相对的第一反射点、第二反射点和第三反射点，以测量第二激光测距仪、第三激光测距仪和第四激光测距仪分别与第一反射点、第二反射点和第三反射点之间的距离，从而通过这三个方向的距离数据定义高支模架体的空间相对坐标，并根据距离数值变化量推算出每个立方体框架沉降或者偏位情况的过程。

7.如权利要求6所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：第一反射点、第二反射点和第三反射点均采用反光镜或反射效果较好的金属制成。

8.如权利要求6所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：第二激光测距仪、第三激光测距仪和第四激光测距仪通过蓝牙或者串口与控制端连接，并通过控制端指令采集的方法，实时或者单位时间间隔采集所述距离数据。

9.如权利要求6所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：第一激光测距仪位于监测路线上。

10.如权利要求8所述的采用激光测距仪监测高支模的方法，其特征在于：控制端为计算机、平板电脑或者手机。