一种模板支撑架变形远程实时监测系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种模板支撑架变形远程实时监测系统和方法，包括角度传感器、位移传感器、测绳、无线数据传输装置、数据采集仪、远程计算机和声光报警模块；角度传感器固定于测量盒内部，将测量盒安装在模板支撑架监测位置作为上测点，该角度传感器用于测量该上测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度θ；位移传感器固定在地面上作为下测点；所述测绳的一端固定在上测点，另一端固定在位移传感器上，该位移传感器用于测量该测绳的伸长量δ，无线数据传输装置用于将角度传感器和位移传感器的数据θ、δ送至数据采集仪，通过远程计算机实时显示测点的水平位移x、竖向位移y、总位移r和倾斜角度θ；结构简单，使用方便，成本较低。
【专利说明】
一种模板支撑架变形远程实时监测系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑安全技术领域，尤其涉及的是一种模板支撑架变形远程实时监测 系统和方法。
【背景技术】
[0002] 在民用建筑、工业建筑和路桥建筑等大型建筑过程中，为了支撑建筑模板或搭设 施工平台，均需在建筑物和构筑物施工时搭设模板支撑架或脚手架，架体由杆件和接头组 成，特别是高大模板支撑架施工，往往由于内部杆件失稳或接头处强度不足而发生破坏，造 成安全事故。高大模板支撑体系是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m， 或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kN/m 2，或集中荷载大于20kN/m的模板支撑体系。 近年来由于模板支撑架变形原因而造成的事故频发，模板支撑架使用期间必须进行现场检 测 。
[0003] 目前有以下检测方法：
[0004] 1、架体变形量的测量主要采用经炜仪、全转仪等测量仪器在模板支撑架外部进 行，仅仅能测量整个架体的宏观变形量，并且不能实现实时检测，一旦架体内部有破坏的前 兆，往往来不及处理，造成安全事故。
[0005] 2、采用激光测量等方法，因模板支撑架杆件阻挡，光学仪器无法对支模内部观测。 同时其对技术人员的专业水平要求较高，不能实时测量，同时由于其成本高，在目前建筑行 业微利的条件下难以推广使用。
[0006] 现阶段，还没有一种效果好、成本低，可以被施工现场接受的检测方法可供选择。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种模板支撑架变形远 程实时监测系统和方法。
[0008] 本发明的技术方案如下：
[0009] -种模板支撑架变形远程实时监测系统，包括角度传感器、位移传感器、测绳、无 线数据传输装置、数据采集仪、远程计算机和声光报警模块；
[0010] 角度传感器固定于测量盒内部，将测量盒安装在模板支撑架监测位置作为上测 点，该角度传感器用于测量模板支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜 角度Θ;位移传感器固定在地面上作为下测点;所述测绳的一端固定在上测点，另一端固定 在位移传感器上，该位移传感器用于测量该测绳的伸长量δ，无线数据传输装置用于将角度 传感器和位移传感器的数据θ、δ送至数据采集仪，数据采集仪通过无线方式将信号传至远 程计算机，通过远程计算机实时显示测点的水平位移X、竖向位移y、总位移r和倾斜角度Θ; 一旦各类变形超过设定的限值，声光报警模块将会进行声光报警；
[0011] 测点的水平位移：
[0012] x= (h-5)sin9
[0013]测点的竖向位移：
[0014] y = h-(h-5)cos9
[0015] 测点的总位移：
[0017] 式中：
[0018] h一一测点变形前角度传感器和位移传感器之间的竖直距离；
[0019] δ--测绳的伸长量；
[0020] Θ一一支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度。
[0021] 所述模板支撑架变形远程实时监测系统，所述位移传感器在地面上的固定位置与 所述测量盒位于一条铅垂线。
[0022] 根据所述模板支撑架变形远程实时监测系统进行实时监测系统方法，确定模板支 撑架监测位置，在该位置立杆上固定三脚架，在三脚架水平杆端部布置测点并安设测量盒， 测量盒内部安装角度传感器，该角度传感器用于测量模板支撑架测点与其铅垂线在地面上 垂足连线变形前后的倾斜角度Θ;将位移传感器固定在地面上作为下测点;将所述测绳的一 端固定在上测点，另一端固定在地面的位移传感器上，该位移传感器用于测量该测绳的伸 长量S，测点变形前角度传感器和位移传感器之间的竖直距离为h;将角度传感器和位移传 感器数据送至数据采集仪，数据采集仪将信号传至远程计算机，通过远程计算机实时显示 测点的水平位移X、竖向位移y、总位移r和倾斜角度Θ; -旦各类变形超过设定的限值，将会 实现声光报警；
[0023]测点的水平位移：
[0024] x= (h-5)sin9
[0025] 测点的竖向位移：
[0026] y = h-(h-5)cos9
[0027] 测点的总位移：
[0029]式中：
[0030] h一一测点变形前角度传感器和位移传感器之间的竖直距离；
[0031] δ--测绳的伸长量；
[0032] Θ一一支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度。
[0033] 采用上述方案，本发明通过采用测绳测量模板支撑架测点的位移参数，采用角度 传感器测量模架测点倾角，通过测绳位移量和测量倾角计算测点的水平位移、竖向位移，具 有以下有益效果：
[0034] 1、可以同时远程检测模板支撑架任意多个测点的竖向位移、水平位移和倾角大 小。
[0035] 2、可以进行实时检测，计算机屏幕上实时显示每个测点的变形量数值和曲线。
[0036] 3、测量成本低廉，可以被建筑施工现场接受，每个测点成本在2000元以下，并且可 以反复使用，每次每个测点分摊成本仅为几元钱。
[0037] 4、结构简单，使用稳定，便于安装和使用。
【附图说明】
[0038]图1为本发明检测系统结构示意图；
[0039] 1角度传感器，2位移传感器，3钢丝绳；
【具体实施方式】
[0040]以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0041] 模板支撑架变形远程实时监测系统，包括角度传感器、位移传感器、测绳（以钢丝 绳为例）、无线数据传输装置、数据采集仪、远程计算机和声光报警模块；
[0042] 角度传感器固定于测量盒内部，将测量盒安装在模板支撑架监测位置，该角度传 感器用于测量模板支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度Θ;位移 传感器固定在地面上;所述钢丝绳的一端固定在测量盒上，另一端固定在位移传感器上，该 位移传感器用于测量该钢丝绳的伸长量I无线数据传输装置用于将角度传感器和位移传 感器的数据θ、δ送至数据采集仪，数据采集仪通过无线方式将信号传至远程计算机，通过远 程计算机实时显示测点的水平位移X、竖向位移y、总位移r和倾斜角度0。一旦各类变形(水 平位移X、竖向位移y、总位移r和倾斜角度Θ之一或者全部)超过设定的限值，声光报警模块 将会进行声光报警。
[0043] 确定模板支撑架监测位置(例如可以通过数值计算或分析的方法），在该位置立杆 上采用扣件式钢管固定三脚架，在三脚架水平杆端部布置测点并安设测量盒，测量盒内部 安装角度传感器，该角度传感器用于测量模板支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变 形前后的倾斜角度Θ;所述钢丝绳的一端固定在测量盒上，另一端固定在地面位移传感器 上，该位移传感器用于测量该钢丝绳的伸长量S，测点变形前角度传感器和位移传感器之间 的竖直距离为h。通过无线方式将角度传感器和位移传感器数据送至数据采集仪，数据采集 仪通过无线方式将信号传至远程计算机，通过远程计算机实时显示测点的水平位移X、竖向 位移y、总位移r和倾斜角度Θ。一旦各类变形(水平位移X、竖向位移 y、总位移r和倾斜角度Θ 之一或者全部)超过设定的限值，将会实现声光报警。
[0044] 测点的水平位移：
[0045] x= (h-5)sin9
[0046] 测点的竖向位移：
[0047] y = h-(h-5)cos9
[0048] 测点的总位移：
[0050]式中：
[00511 h一一测点变形前角度传感器和位移传感器之间的竖直距离；
[0052] δ--钢丝绳的伸长量；
[0053] Θ一一支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度；
[0054]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种模板支撑架变形远程实时监测系统，其特征在于，包括角度传感器、位移传感 器、测绳、无线数据传输装置、数据采集仪、远程计算机和声光报警模块； 角度传感器固定于测量盒内部，将测量盒安装在模板支撑架监测位置作为上测点，该 角度传感器用于测量模板支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度 e;位移传感器固定在地面上作为下测点；所述测绳的一端固定在上测点，另一端固定在位 移传感器上，该位移传感器用于测量该测绳的伸长量δ，无线数据传输装置用于将角度传感 器和位移传感器的数据Θ、δ送至数据采集仪，数据采集仪通过无线方式将信号传至远程计 算机，通过远程计算机实时显示测点的水平位移X、竖向位移y、总位移r和倾斜角度Θ;-旦 各类变形超过设定的限值，声光报警模块将会进行声光报警； 测点的水平位移： x=化-5)sin 白 测点的竖向位移： y = h-化-δ)〇〇8 白 测点的总位移： 式中：h-一测点变形前角度传感器和位移传感器之间的竖直距离； δ一一测绳的伸长量； Θ一一支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度。2. 根据权利要求1所述模板支撑架变形远程实时监测系统，其特征在于，所述位移传感 器在地面上的固定位置与所述测量盒位于一条铅垂线。3. 根据权利要求1或2所述模板支撑架变形远程实时监测系统进行实时监测系统方法， 其特征在于，确定模板支撑架监测位置，在该位置立杆上固定Ξ脚架，在Ξ脚架水平杆端部 布置测点并安设测量盒，测量盒内部安装角度传感器，该角度传感器用于测量模板支撑架 测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度0;将位移传感器固定在地面上作 为下测点;将所述测绳的一端固定在上测点，另一端固定在地面的位移传感器上，该位移传 感器用于测量该测绳的伸长量δ，测点变形前角度传感器和位移传感器之间的竖直距离为 h;将角度传感器和位移传感器数据送至数据采集仪，数据采集仪将信号传至远程计算机， 通过远程计算机实时显示测点的水平位移X、竖向位移y、总位移r和倾斜角度Θ;-旦各类变 形超过设定的限值，将会实现声光报警； 测点的水平位移： x=化-5)sin 白 测点的竖向位移： y = h-(h-5)c〇s 白 测点的总位移：式中： h-一测点变形前角度传感器和位移传感器之间的竖直距离； δ一一测绳的伸长量； Θ一一支撑架测点与其铅垂线在地面上垂足连线变形前后的倾斜角度。
【文档编号】G01B21/32GK106092036SQ201610391106
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610391106.8, CN 106092036 A, CN 106092036A, CN 201610391106, CN-A-106092036, CN106092036 A, CN106092036A, CN201610391106, CN201610391106.8
【发明人】牛学超, 陈辉, 董佳节, 费恺, 任凤国, 牛德利, 苑秋华, 张波, 郑阔
【申请人】北京工业职业技术学院, 北京城建亚泰建设集团有限公司