本實用新型涉及一種高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備。

背景技術(shù)：

高大模板支撐系統(tǒng)在混凝土澆筑過程中和澆筑后一段時間內(nèi)，由于受壓可能發(fā)生一定的沉降和位移，如變化過大可能發(fā)生垮塌事故。為及時反映高支模支撐系統(tǒng)的變化情況，預防事故的發(fā)生，需要對支撐系統(tǒng)進行沉降和位移監(jiān)測。目前，高支模監(jiān)控方案采用全站儀和拉繩式位移傳感器對支撐系統(tǒng)進行監(jiān)測，由于支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組件密集，規(guī)模較大，造成視線遮擋，傳感器安裝困難，所以，通常監(jiān)測的點非常有限，且施工環(huán)境對監(jiān)測結(jié)果影響較大。由于采用人工測量方式，采樣頻率很低，監(jiān)測人員投入時間長及設(shè)備投入大。且不能完成全天候的監(jiān)測任務(wù)，這給工地安全保障帶來了很大的壓力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備。

解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備，應(yīng)用于含有腳手架的高支模支撐結(jié)構(gòu)，所述腳手架由多根立桿和橫桿搭建組成，其特征在于：所述的高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備設(shè)有柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件和數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器，所述柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件設(shè)有兩個腳手架管夾、三個萬向節(jié)、兩根桿件和兩個傾角傳感器；對于同一個所述柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件，它的兩個所述腳手架管夾安裝固定在同一根作為被監(jiān)測對象的所述立桿上，并且，所述兩個腳手架管夾用于連接所述萬向節(jié)的安裝平面相平行設(shè)置，第一個所述腳手架管夾位于第二個所述腳手架管夾的上方，第一根所述桿件的上端與所述第一個腳手架管夾通過第一個所述萬向節(jié)相連，第二根所述桿件的下端與所述第二個腳手架管夾通過第二個所述萬向節(jié)相連，所述第一根桿件的下端與所述第二根桿件的上端通過第三個所述萬向節(jié)相連，第一個所述傾角傳感器固定在所述第一根桿件上，且所述第一個傾角傳感器的軸線與所述第一根桿件的軸向相平行，第二個所述傾角傳感器固定在所述第二根桿件上，且所述第二個傾角傳感器的軸線與所述第二根桿件的軸向相平行；所述兩個傾角傳感器的輸出端與所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器電氣連接。

為了能夠更清楚的檢測出高支模支撐結(jié)構(gòu)的變形情況，作為本實用新型的優(yōu)選實施方式：所述腳手架管夾安裝固定在所述立桿與所述橫桿連接的節(jié)點位置上。

為了減小由傾角傳感器的重量對桿件產(chǎn)生的力矩作用，作為本實用新型的優(yōu)選實施方式：所述第一個傾角傳感器固定在所述第一根桿件的上部位置上，所述第二個傾角傳感器固定在所述第二根桿件的下部位置上。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式：所述的高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備設(shè)有多套所述柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件；安裝在同一根作為被監(jiān)測對象的立桿上的多套所述柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件首尾相連，即：對于安裝在同一根作為被監(jiān)測對象的立桿上的多套所述柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件，上下相鄰的兩套所述柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件中位于上方者的所述第二個腳手架管夾與位于下方者的所述第一個腳手架管夾為同一個腳手架管夾。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式：所述的數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器設(shè)有處理器、數(shù)據(jù)采集接口和用于為數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器供電的電源管理模塊，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)采集接口與所述各個傾角傳感器的輸出端電氣連接，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)采集接口接收所述各個傾角傳感器采集到的傳感信號。

作為本實用新型的改進實施方式：所述柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件的至少一根桿件上固定有LED燈帶，所述的數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器還設(shè)有開關(guān)控制模塊，所述處理器通過所述開關(guān)控制模塊與所述LED燈帶電氣連接，所述處理器能夠通過所述開關(guān)控制模塊分別驅(qū)動每一根所述LED燈帶點亮和熄滅。

作為本實用新型的改進實施方式：所述的數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器還設(shè)有數(shù)據(jù)傳輸接口，所述處理器能夠通過所述數(shù)據(jù)傳輸接口連接外部WiFi傳輸模塊和外部無線數(shù)傳電臺模塊，所述處理器能夠通過所述外部WiFi傳輸模塊或外部無線數(shù)傳電臺模塊與遠程終端進行通信。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

第一，本實用新型設(shè)有柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件和數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器，由于柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件中由兩個腳手架管夾、三個萬向節(jié)和兩根桿件連接組成的二元體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了X方向移動、Y方向移動和Z方向移動的空間三個自由度上的無約束，使得高支模支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)變化能夠傳遞到該二元體結(jié)構(gòu)上，柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件的兩根桿件能夠產(chǎn)生相應(yīng)的位置移動而形成相應(yīng)的空間角度變化，而該空間角度變化是對應(yīng)于高支模支撐結(jié)構(gòu)位于兩個腳手架管夾所在安裝位置處的結(jié)構(gòu)變化的，所以，數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器能夠通過高精度的傾角傳感器采集到對應(yīng)于高支模支撐結(jié)構(gòu)所發(fā)生結(jié)構(gòu)變化的傾角傳感器數(shù)據(jù)，為對高支模支撐結(jié)構(gòu)進行安全預警提供了硬件基礎(chǔ)，有助于提升施工監(jiān)測水平及保障施工人員安全；并且，由于二元體結(jié)構(gòu)的特性，本發(fā)明采用柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件不會對其所安裝的立桿產(chǎn)生結(jié)構(gòu)影響；而且，相比于現(xiàn)有技術(shù)中采用的全站儀測量，本實用新型更適應(yīng)施工環(huán)境，不受視野影響，數(shù)據(jù)信號通過信號線被數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器接收。

第二，本實用新型的柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化，可根據(jù)實際測量高度要求，將多套柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件在同一根作為被監(jiān)測對象的立桿上進行首尾相連使用，因此，本實用新型能夠更靈活的適應(yīng)使用要求和環(huán)境。

第三，本實用新型通過在柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件上增設(shè)LED燈帶，并在數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器中增設(shè)開關(guān)控制模塊，能夠通過開關(guān)控制模塊分別驅(qū)動每一根LED燈帶點亮和熄滅，為使用LED燈帶的顯示狀態(tài)實現(xiàn)對高支模支撐結(jié)構(gòu)進行安全示警提供了硬件基礎(chǔ)。

第四，本實用新型通過在數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器中增設(shè)數(shù)據(jù)傳輸接口，能夠通過數(shù)據(jù)傳輸接口連接外部WiFi傳輸模塊或外部無線數(shù)傳電臺模塊與遠程終端進行通信，為遠程終端對高支模支撐結(jié)構(gòu)的安全預警狀態(tài)進行遠程監(jiān)控供了硬件基礎(chǔ)。

第五，本實用新型與立桿的連接采用半環(huán)式管夾卡扣，安裝方便快捷，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。測量部分采用高精度二軸傾角傳感器進行角度測量，滿足測量精度的技術(shù)要求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明：

圖1為本實用新型中柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A部放大示意圖；

圖3為本實用新型中多套柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3在高支模支撐結(jié)構(gòu)上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型中數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器的電路原理框圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，本實用新型的高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備，應(yīng)用于含有腳手架的高支模支撐結(jié)構(gòu)，腳手架一般安裝在頂板與基礎(chǔ)之間，其由多根立桿1和橫桿2搭建組成。本實用新型的高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備設(shè)有數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器和多套柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3。

上述柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3設(shè)有兩個腳手架管夾31、三個萬向節(jié)32、兩根桿件33和兩個高精度的傾角傳感器34，其中，腳手架管夾31采用的是鍛鑄鐵制作的扣件，其材質(zhì)符合現(xiàn)行國家標準《鋼管腳手架扣件》GB 15831的規(guī)定；適用于外徑為48mm鋼管腳手架。

對于同一個柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3，它的兩個腳手架管夾31安裝固定在同一根作為被監(jiān)測對象的立桿1上，其中，工作人員可根據(jù)高支模支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖紙，選取重點監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的立桿1作為被監(jiān)測對象；并且，兩個腳手架管夾31用于連接萬向節(jié)32的安裝平面31a相平行設(shè)置，第一個腳手架管夾31位于第二個腳手架管夾31的上方，第一根桿件33的上端與第一個腳手架管夾31通過第一個萬向節(jié)32相連，第二根桿件33的下端與第二個腳手架管夾31通過第二個萬向節(jié)32相連，第一根桿件33的下端與第二根桿件33的上端通過第三個萬向節(jié)32相連，第一個傾角傳感器34固定在第一根桿件33上，且第一個傾角傳感器34的軸線與第一根桿件33的軸向相平行，第二個傾角傳感器34固定在第二根桿件33上，且第二個傾角傳感器34的軸線與第二根桿件33的軸向相平行；兩個傾角傳感器34的輸出端與數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器電氣連接。并且，柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3的至少一根桿件33上固定有LED燈帶35。

工作人員可根據(jù)作為被監(jiān)測對象的立桿1的高度，安裝相應(yīng)數(shù)量的柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3于立桿1上，以滿足測量高度的相應(yīng)要求，安裝在同一根作為被監(jiān)測對象的立桿1上的多套柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3首尾相連，即：對于安裝在同一根作為被監(jiān)測對象的立桿1上的多套柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3，上下相鄰的兩套柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3中位于上方者的第二個腳手架管夾31與位于下方者的第一個腳手架管夾31為同一個腳手架管夾31。

為了能夠更清楚的檢測出高支模支撐結(jié)構(gòu)的變形情況，作為本實用新型的優(yōu)選實施方式：上述腳手架管夾31優(yōu)選安裝固定在立桿1與橫桿2連接的節(jié)點位置上。

為了減小由傾角傳感器34的重量對桿件33產(chǎn)生的力矩作用，作為本實用新型的優(yōu)選實施方式：上述第一個傾角傳感器34固定在第一根桿件33的上部位置上，第二個傾角傳感器34固定在第二根桿件33的下部位置上。

參見圖4，上述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器設(shè)有處理器、數(shù)據(jù)采集接口、開關(guān)控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸接口和用于為數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器供電的電源管理模塊，處理器通過數(shù)據(jù)采集接口與各個傾角傳感器34的輸出端電氣連接，處理器通過數(shù)據(jù)采集接口接收各個傾角傳感器34采集到的傳感信號。處理器通過開關(guān)控制模塊與LED燈帶35電氣連接，處理器能夠通過開關(guān)控制模塊分別驅(qū)動每一根LED燈帶35點亮和熄滅。處理器能夠通過數(shù)據(jù)傳輸接口連接外部WiFi傳輸模塊和外部無線數(shù)傳電臺模塊，處理器能夠通過外部WiFi傳輸模塊或外部無線數(shù)傳電臺模塊與遠程終端進行通信。其中，本實用新型的高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備中的信號線及電源線可優(yōu)選采用快速接頭對接，以提高設(shè)備組裝的便利性；電源管理模塊可采用電池，保證整個監(jiān)測工作周期內(nèi)不間斷工作。

本實用新型的高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備的工作原理為：

由于柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3中由兩個腳手架管夾31、三個萬向節(jié)32和兩根桿件33連接組成的二元體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了X方向移動、Y方向移動和Z方向移動的空間三個自由度上的無約束，使得高支模支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)變化能夠傳遞到該二元體結(jié)構(gòu)上，柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3的兩根桿件33能夠產(chǎn)生相應(yīng)的位置移動而形成相應(yīng)的空間角度變化，而該空間角度變化是對應(yīng)于高支模支撐結(jié)構(gòu)位于兩個腳手架管夾31所在安裝位置處的結(jié)構(gòu)變化的，所以，數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器能夠采集到對應(yīng)于高支模支撐結(jié)構(gòu)所發(fā)生結(jié)構(gòu)變化的傾角傳感器34數(shù)據(jù)，為對高支模支撐結(jié)構(gòu)進行安全預警提供了硬件基礎(chǔ)；并且，由于二元體結(jié)構(gòu)的特性，本發(fā)明采用柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3不會對其所安裝的立桿1產(chǎn)生結(jié)構(gòu)影響。

而本實用新型的高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備在實際使用的過程中，在本實用新型所公開的硬件基礎(chǔ)上，增加將上述傾角傳感器34的傳感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高支模支撐結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)的算法軟件，即可實現(xiàn)對高支模支撐結(jié)構(gòu)的自動安全預警，其基本原理是：以地面為基準點，通過傾角傳感器測量附屬于立桿上的柔性二元體角度變化，計算出支撐立桿的各個結(jié)構(gòu)監(jiān)測點空間坐標；并且，基于二元體模型特性形成的柔性鉸鏈，對被測立桿結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生影響。從而可以獲得立桿，由地面至立桿頂端，各個支撐結(jié)構(gòu)的狀態(tài)參數(shù)(沉降、傾角、橫向位移，空間曲線)。通過，在高支模支撐系統(tǒng)內(nèi)布置多個特征監(jiān)控點，實現(xiàn)對整個支撐體系的結(jié)構(gòu)監(jiān)測。

本實用新型的高支模支撐結(jié)構(gòu)安全預警設(shè)備符合《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)、國家標準和《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8-2007)和國家行業(yè)標準，以及高支模支撐結(jié)構(gòu)的實際環(huán)境和工作需求。并且，當對高支模支撐結(jié)構(gòu)的監(jiān)測項目實施完畢后，可以將柔性二元體結(jié)構(gòu)變形測量組件3從立桿1上卸下，收集完畢信號線，整套設(shè)備可回收使用。

本實用新型不局限于上述具體實施方式，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實用新型還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本實用新型的保護范圍之中。