一种框构桥顶进施工的监测方法及系统与流程

本发明涉及土木工程施工监测领域。更具体地，涉及一种框构桥顶进施工的监测方法及系统。

背景技术：

随着我国对施工安全越来越重视，为了保证工程能安全、顺利的进行，施工监测显得尤为重要。施工监测结果作为指导安全施工的重要依据在现代施工过程中占有很重要的位置，而且其监测结果将对之后的类似工程的设计，提供宝贵的实测数据。

就框构桥顶进施工而言，以往施工中的监测方法存在许多问题。首先是监测点设置无法准确得到。在具体工程施工中，对于施工中框构桥的结构物的受力监测点，往往只凭经验或者粗糙的计算来选取几个危险断面进行监测，其监测结果并不能很好的反映和指导施工。其次在施工过程中，很难做到实时监测，往往是人工定时采集，其监测数据并不完整。再次是对于框构桥结构物的受力监测，监测人员往往需要长时间停留在现场监测，并且很多时候必须在施工过程中去采集数据，一方面增加了人工成本，另一方面也增加了安全隐患。

因此，需要提供一种框构桥顶进施工的监测方法及系统，能够明确监测点，自动、实时、远程地监测框构桥顶进施工过程。

技术实现要素：

本发明要解决的一个技术问题是提供一种框构桥顶进施工的监测方法，本发明要解决的另一个技术问题是提供一种框构桥顶进施工的监测系统，以准确确定框构桥顶进施工过程的监测点，自动、实时、远程地监测框构桥顶进施工过程。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

本发明一方面公开了一种框构桥顶进施工的监测方法，其特征在于，所述方法包括：

s1：通过有限元仿真软件对框构桥顶进施工过程进行仿真模拟分析，确定监测点；

s2：在所述监测点设置监测设备，定时获取监测数据，并将所述监测数据传输至实时监测平台；

s3：实时监测平台对监测数据进行分析，实时监测施工过程的安全性并进行安全预警。

优选地，所述s1包括：

s11：根据施工图纸和施工环境，采用有限元仿真软件计算框构桥顶进施工过程中框构桥的受力状态；

s12：确定顶进施工过程中框构桥上受力高于预设阈值的区域为监测点。

优选地，所述s2包括：

s21：在监测点设置自动式振弦式钢筋计和/或非自动式振弦式钢筋计；

s22：通过自动化采集设备定时获取所述振弦式钢筋计和/或通过人工采集非振弦式钢筋计的监测数据；

s23：通过无线信号发射器和/或人工输入将所述监测数据传输至实时监测平台。

优选地，所述s3包括：

s31：实时监测平台将所述监测数据与预设的安全值进行比较；

s32：当所述监测数据超过所述安全值，实时监测平台输出安全预警信息。

优选地，所述仿真分析软件为abaqus或ansys。

本发明另一方面同时公开了一种框构桥顶进施工的监测系统，其特征在于，所述系统包括：

仿真分析模块，用于通过有限元仿真软件对框构桥顶进施工过程进行仿真模拟分析，确定监测点；

数据获取模块，用于在所述监测点设置监测设备，定时获取监测数据，并将所述监测数据传输至实时监测平台；以及

实时监测模块，用于实时监测平台对监测数据进行分析，实时监测施工过程的安全性并进行安全预警。

优选地，所述数据获取模块包括：自动式振弦式钢筋计和/或非自动式振弦式钢筋计，用于获取监测点的监测数据；

自动化采集设备，用于定时采集所述振弦式钢筋计的监测数据；以及

无线信号发射器，用于将所述监测数据通过无线传输至实时监测模块。

本发明的有益效果如下：

本发明能够准确确定框构桥顶进施工过程的监测点，自动、实时、远程地监测框构桥顶进施工过程，且本发明精度高、实时性好、自动化程度高，极大地提高了监测效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法的流程图；

图2示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中监测点的示意图；

图3示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中实时监测模块人工数据录入的示意图；

图4示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中实时监测模块首页的示意图；

图5示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中实时监测模块登录界面的示意图；

图6示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中实时监测模块主界面的示意图；

图7示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中实时监测模块导航栏的示意图；

图8示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中实时监测模块根据监测数据生成的折线图的示意图；

图9示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中实时监测模块根据监测数据生成的折线图的数据显示图。

图10示出本发明一种框构桥顶进施工的监测方法及系统中实时监测模块根据监测数据生成的多条折线图的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明一方面公开了一种框构桥顶进施工的监测方法，所述方法包括：

s1：如图2所示，通过有限元仿真软件对框构桥顶进施工过程进行仿真模拟分析，确定监测点。具体的，s11：根据施工图纸和施工环境，采用有限元仿真软件计算框构桥顶进施工过程中框构桥的受力状态。s12：确定顶进施工过程中框构桥上受力高于预设阈值的区域为监测点。可通过abaqus或ansys等有限元仿真软件可计算框构桥在施工过程中受力较大的断面和区域，从而确定监测方案和监测点。

s2：在所述监测点设置监测设备，定时获取监测数据，并将所述监测数据传输至实时监测平台。具体的，s21：在监测点设置自动式振弦式钢筋计和/或非自动式振弦式钢筋计，可采用焊接的方式固定在钢筋等监测部件上，安装时先将钢筋截断，再把钢筋计焊接在截断的位置。然后将钢筋计上的数据线通过软钢管，如薄壁合金管，牵引至框构桥桥体外，即可与自动化采集设备连接。s22：通过自动化采集设备定时获取所述振弦式钢筋计和/或通过人工采集非振弦式钢筋计的监测数据，即监测点部件的受力情况。s23：通过与自动化采集设备相连的无线信号发射器和/或人工输入将所述监测数据传输至实时监测平台。振弦式钢筋计由诸多优点：1)采用振弦理论设计，具有灵敏度与精度高、线性与稳定性好、成活率与可靠性高等优点。2)全数字信号检测，长距离传输不失真，抗干扰能力强。3)绝缘性能良好，防水耐用。4)测量直观、快捷、简便。5)安装自动采集装置可完全自动无人值守。在本发明中，可采用自动式振弦式钢筋计或非自动式振弦式钢筋计，也可同时采用自动式振弦式钢筋计和非自动式振弦式钢筋计，采用自动式振弦式钢筋计时，监测数据的采集可以通过自动化采集设备自动完成，其采集频率也达到每秒60次，采用非自动式振弦式钢筋计时，监测数据需要工人进行人工测量和人工输入，如图3所示。可在危险断面和关键位置安装自动化振弦式钢筋计，在其余位置安装非自动化钢筋计。

s3：如图4所示，实时监测平台对监测数据进行分析，实时监测施工过程的安全性并进行安全预警。具体的，s31：实时监测平台将所述监测数据与预设的安全值进行比较；s32：当所述监测数据超过所述安全值，实时监测平台输出安全预警信息。所述实时监测模块的功能可包括自动化振弦式钢筋计数据处理与图形绘制，非自动振弦式钢筋计人工读数录入与图形绘制，振弦式钢筋计采集数据对比与对比图形绘制，上述图形绘制均可通过拖动时间轴来实现对图形的放大和缩小操作。框构桥各监测点应力可通过折线图显示，简介明了。还可多个测点同时显示，方便进行对比。为确保监测数据的安全，所述实时监测模块可设置为需要账号密码才能登录。并且，所述实时监测模块还能够进行预警反馈，通过网络语言编程，实现报警阀值设置，一旦监测数据超过该阀值，则通过网络平台发送预警信息至手机等移动终端。

本发明另一方面公开了一种框构桥顶进施工的监测系统，所述系统包括：仿真分析模块、数据获取模块和实时监测模块；

所述仿真分析模块用于通过有限元仿真软件对框构桥顶进施工过程进行仿真模拟分析，确定监测点。具体的，根据施工图纸和施工环境，采用有限元仿真软件计算框构桥顶进施工过程中框构桥的受力状态。确定顶进施工过程中框构桥上受力高于预设阈值的区域为监测点。可通过abaqus或ansys等有限元仿真软件可计算框构桥在施工过程中受力较大的断面和区域，从而确定监测方案和监测点。

所述数据获取模块用于在所述监测点设置监测设备，定时获取监测数据，并将所述监测数据传输至实时监测平台。所述数据获取模块可包括自动式振弦式钢筋计和/或非自动式振弦式钢筋计、自动化采集设备和无线信号发射器。所述自动式振弦式钢筋计和/或非自动式振弦式钢筋计用于获取监测点的监测数据，所述自动化采集设备用于定时采集所述振弦式钢筋计的监测数据，所述无线信号发射器用于将所述监测数据通过无线传输至实时监测模块。具体的，所述数据获取模块可用于在监测点设置自动式振弦式钢筋计和/或非自动式振弦式钢筋计，可采用焊接的方式固定在钢筋等监测部件上，安装时先将钢筋截断，再把钢筋计焊接在截断的位置。然后将钢筋计上的数据线通过软钢管，如薄壁合金管，牵引至框构桥桥体外，即可与自动化采集设备连接。通过自动化采集设备定时获取所述振弦式钢筋计和/或通过人工采集非振弦式钢筋计的监测数据，即监测点部件的受力情况。通过与自动化采集设备相连的无线信号发射器和/或人工输入将所述监测数据传输至实时监测平台。振弦式钢筋计由诸多优点：1)采用振弦理论设计，具有灵敏度与精度高、线性与稳定性好、成活率与可靠性高等优点。2)全数字信号检测，长距离传输不失真，抗干扰能力强。3)绝缘性能良好，防水耐用。4)测量直观、快捷、简便。5)安装自动采集装置可完全自动无人值守。在本发明中，可采用自动式振弦式钢筋计或非自动式振弦式钢筋计，也可同时采用自动式振弦式钢筋计和非自动式振弦式钢筋计，采用自动式振弦式钢筋计时，监测数据的采集可以通过自动化采集设备自动完成，其采集频率也达到每秒60次，采用非自动式振弦式钢筋计时，监测数据需要工人进行人工测量和人工输入。可在危险断面和关键位置安装自动化振弦式钢筋计，在其余位置安装非自动化钢筋计。

所述实时监测模块用于对监测数据进行分析，实时监测施工过程的安全性并进行安全预警。具体的，实时监测平台将所述监测数据与预设的安全值进行比较。当所述监测数据超过所述安全值，实时监测平台输出安全预警信息。所述实时监测模块的功能可包括自动化振弦式钢筋计数据处理与图形绘制，非自动振弦式钢筋计人工读数录入与图形绘制，振弦式钢筋计采集数据对比与对比图形绘制，上述图形绘制均可通过拖动时间轴来实现对图形的放大和缩小操作。框构桥各监测点应力可通过折线图显示，简介明了。还可多个测点同时显示，方便进行对比。为确保监测数据的安全，所述实时监测模块可设置为需要账号密码才能登录。并且，所述实时监测模块还能够进行预警反馈，通过网络语言编程，实现报警阀值设置，一旦监测数据超过该阀值，则通过网络平台发送预警信息至手机等移动终端。

本实施例中实时监测模块包括工程概况、在线监测和联系方式等模块。为确保监测数据安全，需通过账号密码才可登录在线监测模块，登录在线监测模块即可实时查看框构桥顶进施工时结构本身的应力变化情况，如图5所示。如图6和图7所示，单击上方导航栏中的“手动”按钮，即可见左侧导航栏出现手动振弦式钢筋计在框构桥中的布置位置，在想查看位置处前面的方框内打勾，即可在右侧图表框中显示此处应力随时间的变化曲线。图表的纵坐标为应力值，横坐标为时间，如图8所示。图表上方显示的数字为此处振弦式钢筋计编号。折线图中每一个圆点为所测得的应力值。将鼠标靠近圆点，可显示出此点的相应数据，数据从左至右依次为钢筋计编号、日期、时间、应力值，如图9所示。单击上方导航栏处的“自动”按钮即可跳转至自动振弦式钢筋计监测界面，可同时选取多个测点同时显示应力变化，如图10所示。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。