CN108827238A - 高支模结构监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种高支模结构监测装置及方法，其装置的特征在于，检测方向在水平面上的投影相互垂直的纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪；所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪分别与高支模结构的立杆相对固定设置。本发明及其优选方案装置结构精简、精确性高、实用性强，针对施工过程中高支模支撑架立杆存在的安全隐患提供了一种较为完备的解决方案，较现有方案而言，大幅度提高了测量精度，对混凝土浇注过程中的高支模体系的轻微倾斜具有高度敏感性，可灵敏捕捉高支模支撑架失稳破坏前兆，可设置报警阈值，提前预警，利于查找和排除安全隐患，真正确保施工安全。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工领域，尤其涉及一种高支模结构监测装置及方法。
背景技术
高支模支撑架立杆作为高支模体系的一部分，在混凝土盖浇施工过程中，高支模支撑架立杆可能发生倾斜，破坏支撑架的稳定性，诱发支撑架坍塌等安全事故，因此对其倾角进行实时精密监测有着重要作用。目前的高支模体系监控方法有采用经纬仪或电子倾角仪监测立杆倾斜变形，两种方案均存在不足有待改进，经纬仪测量误差较大且需要结合人工观测，难于达到实时监测目的，电子倾角仪精度较低，难于捕捉立杆的微小倾角变化信息。
发明内容
针对现有技术存在的不足和空白，本发明采用以下技术方案：
一种高支模结构监测装置，其特征在于，包括：检测方向在水平面上的投影相互垂直的纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪；所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪分别与高支模结构的立杆相对固定设置。
优选地，所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪依次连接有求差电路和比较电路；所述比较电路连接报警器；所述报警器在纵向光纤倾角仪或横向光纤倾角仪采集获得的倾斜角度与初始值之差大于阈值时发出报警。
优选地，所述求差电路和比较电路设置在单片机上；所述报警器为扬声器。
优选地，所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪连接有无线信号发射器；所述无线信号发射器将纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪无线传输至远端接收设备。
优选地，所述远端接收设备为手机。
优选地，所述立杆通过可调托撑对混凝土模板进行支撑；所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪分别紧贴固定设置在可调托撑上。
优选地，所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪分别紧贴固定设置在立杆上。
一种高支模结构监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在高支模结构的立杆顶端的可调托撑的侧部紧贴固定设置一纵向光纤倾角仪；
步骤2：在纵向光纤倾角仪的旁侧的可调托撑的侧部紧贴固定设置一横向光纤倾角仪，纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪的检测方向在水平面上的投影相互垂直；
步骤3：将高支模结构的立杆完成支撑施工时，纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪的倾斜角度设定为初始值并储存；
步骤4：纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪以预设的数据采集频率输出倾斜角度数据，并与初始值进行求差运算，如所得差值大于阈值则触发报警。
优选地，在步骤3中，所述初始值数据通过无线信号发射器传输至远端接收设备；在步骤4中，纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪以预设的数据采集频率输出倾斜角度数据，并通过无线信号发射器传输至远端接收设备。
本发明及其优选方案装置结构精简、精确性高、实用性强，针对施工过程中高支模支撑架立杆存在的安全隐患提供了一种较为完备的解决方案，较现有方案而言，大幅度提高了测量精度，对混凝土浇注过程中的高支模体系的轻微倾斜具有高度敏感性，可灵敏捕捉高支模支撑架失稳破坏前兆，可设置报警阈值，提前预警，利于查找和排除安全隐患，真正确保施工安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
图1为本发明实施例监测点安装位置示意图；
图2为本发明实施例1俯视示意图；
图3为本发明实施例1侧视示意图；
图4为本发明实施例2俯视示意图；
图5为本发明实施例2侧视示意图；
图6为本发明实施例纵横向倾斜角变化监测示意图；
图中：1-监测点安装位置；111-纵向光纤倾角仪；112-横向光纤倾角仪；200-混凝土模板；300-可调托撑；400-立杆；500-水平杆。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举2个实施例，作详细说明如下：
本实施例的构成要旨在于：在高支模结构的立杆400结构相对固定设置检测方向在水平面上的投影相互垂直的纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112。
如图1所示，由于高支模结构与混凝土模板200的连接部位最容易发生失稳破坏的危险，一旦发生倾斜，在此处附近设置监测点，其灵敏性和实用性最强，因此，本发明2个实施例均选择在该处为监测点安装位置1。
所谓与立杆400结构相对固定设置并不要求纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112直接设置在立杆400上，如图2、图3所示，在本发明的第1个实施例中，纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112分别紧贴固定设置在可调托撑300上，且相互呈90°，可调托撑300是与立杆400相对固定连接，直接对混凝土模板200进行支撑的部件，可调托撑300一般伸入立杆400钢管内部进行连接，可适当调整立杆400的整体高度。
由于可调托撑300与立杆400连接结构的构造，致使此处连接部位稳定性相对立杆400其他部位较差。浇筑混泥土过程中的施工荷载及混泥土自重导致的模板支撑架的位移传递给可调托撑300，容易致使其倾斜，因此选择立杆400可调托撑300位置作为监测点是效果最好的选择之一。
如图4、图5所示，在本发明的第2个实施例中，纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112分别紧贴固定设置在立杆400上，位于最上方一根水平杆500的下部，且相互呈90°，该种设置方式的优势在于保证监测敏捷性的前提下选择了一个更加牢固的安装位点，减少了安装所述的支撑部件的支出。
除了上述安装具***置的选择之外，本发明的两个实施例的其他结构均没有区别，以下不再分开赘述。
需要说明的是，纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112在固定的过程中，需要与立杆400或可调托撑300尽可能贴合设置，以便能够准确反映立杆400的倾斜状况。
在装置方面，本发明为了实现报警功能：纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112依次连接有求差电路和比较电路；比较电路连接报警器；报警器在纵向光纤倾角仪111或横向光纤倾角仪112采集获得的倾斜角度与初始值之差大于阈值时发出报警。其中，求差电路和比较电路设置在单片机上；报警器为扬声器。使立杆400在纵横两个方向的倾角变化时能够直接发出声音报警，以提醒施工人员。
为实现远端的实时监测，纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112连接有无线信号发射器；无线信号发射器将纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112无线传输至远端接收设备。远端接收设备一般为手机。无线传输方案可选择蓝牙、GPRS等传输方式。
本发明的具体应用方案也可以概括为以下步骤：
步骤1：在高支模结构的立杆400顶端的可调托撑300的侧部紧贴固定设置一纵向光纤倾角仪111；
步骤2：在纵向光纤倾角仪111的旁侧的可调托撑300的侧部紧贴固定设置一横向光纤倾角仪112，纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112的检测方向在水平面上的投影相互垂直；
步骤3：将高支模结构的立杆400完成支撑施工时，纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112的倾斜角度设定为初始值并储存；
步骤4：纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112以预设的数据采集频率输出倾斜角度数据，并与初始值进行求差运算，如所得差值大于阈值则触发报警。
在步骤3中，初始值数据通过无线信号发射器传输至远端接收设备；在步骤4中，纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112以预设的数据采集频率输出倾斜角度数据，并通过无线信号发射器传输至远端接收设备。
在本发明中纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112设置的工作原理为，如图6所示，AB为监测立杆400部位，纵横向分别为高支模结构的纵横向方向。测量前先读取纵向光纤倾角仪111和横向光纤倾角仪112与纵横两面的初始倾斜角度。当AB监测立杆400部位在荷载作用下发生倾斜，由原先AB位置变化至AB’位置，此时AB’在原AB杆所在纵向竖直面内的投影为AB纵，AB’在原AB杆所在横向竖直面内的投影为AB横，∠B横AB为监测立杆400在横向方向的倾角变化值，∠B纵AB为监测立杆400在纵向方向的倾角变化值，∠B横AB和∠B纵AB即为两个光纤倾角仪监测的立杆400在两个方向上的倾角变化值，该种设置即不会错过立杆400在任一方向倾斜。
最后需要说明的是，本发明采用的光纤倾角仪，也称光纤光栅倾角仪其测量精度能够达到0.01°，由于混泥土浇筑施工具有实时性，高支模支撑架立杆400受力实时变化，高精度的光纤倾角仪可更加灵敏地捕捉高支模支撑架失稳破坏前的征兆。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的高支模结构监测装置及方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种高支模结构监测装置，其特征在于，包括：检测方向在水平面上的投影相互垂直的纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪；所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪分别与高支模结构的立杆相对固定设置。
2.根据权利要求1所述的高支模结构监测装置，其特征在于：所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪依次连接有求差电路和比较电路；所述比较电路连接报警器；所述报警器在纵向光纤倾角仪或横向光纤倾角仪采集获得的倾斜角度与初始值之差大于阈值时发出报警。
3.根据权利要求2所述的高支模结构监测装置，其特征在于：所述求差电路和比较电路设置在单片机上；所述报警器为扬声器。
4.根据权利要求1所述的高支模结构监测装置，其特征在于：所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪连接有无线信号发射器；所述无线信号发射器将纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪无线传输至远端接收设备。
5.根据权利要求4所述的高支模结构监测装置，其特征在于：所述远端接收设备为手机。
6.根据权利要求1所述的高支模结构监测装置，其特征在于：所述立杆通过可调托撑对混凝土模板进行支撑；所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪分别紧贴固定设置在可调托撑上。
7.根据权利要求1所述的高支模结构监测装置，其特征在于：所述纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪分别紧贴固定设置在立杆上。
8.一种高支模结构监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在高支模结构的立杆顶端的可调托撑的侧部紧贴固定设置一纵向光纤倾角仪；
步骤2：在纵向光纤倾角仪的旁侧的可调托撑的侧部紧贴固定设置一横向光纤倾角仪，纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪的检测方向在水平面上的投影相互垂直；
步骤3：将高支模结构的立杆完成支撑施工时，纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪的倾斜角度设定为初始值并储存；
步骤4：纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪以预设的数据采集频率输出倾斜角度数据，并与初始值进行求差运算，如所得差值大于阈值则触发报警。
9.根据权利要求8所述的高支模结构监测方法，其特征在于，在步骤3中，所述初始值数据通过无线信号发射器传输至远端接收设备；在步骤4中，纵向光纤倾角仪和横向光纤倾角仪以预设的数据采集频率输出倾斜角度数据，并通过无线信号发射器传输至远端接收设备。
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