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一种 建筑物轨道滑移监测方法

阅读：1012发布：2020-07-04

专利汇可以提供一种建筑物轨道滑移监测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种建筑物轨道滑移监测方法，属于建筑监测技术领域。包括如下步骤：安全性监测；同步性监测；结构稳定性监测；轨道平顺性检测与监测；滑移速度监测；监测预警；滑移后至少持续48小时监测应力及变形，待应力重分配充分完成，结构稳定后结束监测。该方法通过全方位的监测和预警，有效确保了滑移施工过程中的安全，且能有效、准确、稳定、实时在线反映滑移过程中的结构构件各参数的变化情况，具有广阔的应用前景。，下面是一种建筑物轨道滑移监测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：安全性监测；
对建筑物中的支撑体系以及结构中关键构件的应变进行监测；
步骤2：同步性监测；
用于监测同一测点的位移差，比较不同轨道位移差，控制同步；采用前后两台监测仪相互校核位移差；
步骤3：结构稳定性监测
监测结构的顶部与底部测点的X、Y、Z三向位移，获得三向位移差，用于保证结构的整体稳定，防止滑移过程中跑偏、倾覆，便于及时预警与调控；
步骤4：轨道平顺性检测与监测
滑移前应首先检测滑移轨道X、Y、Z三向平顺性；
滑移过程中，应监测滑移轨道的单向平顺性以及轨道间平顺性，单向平顺性包括单个轨道的X、Y、Z向角度和位移的偏差控制值；轨道间平顺性包括轨道间的平行角度和高差控制；
步骤5：滑移速度监测
即：单位时间内的位移变化监测值，其监测点不少于两条轨道；
步骤6：监测预警
根据预先的滑移模拟结果确定监测预警值，将上述步骤1-5中的监测通过传感器子系统获得，数据采集系统采集传感器子系统拾取的上述步骤1-5中的各监测所得数据，通过数据传输系统传输到中心服务器，中心服务器接收数据后，首先对数据进行判断和预处理，并存入中心服务器的数据管理中心，中心服务器的安全评价系统调用数据管理中心的数据，进行结构安全性评定，安全性评定的结果在监控中心的监视器上实时显示，并及时预警；
步骤7：滑移后至少持续48小时监测应力及变形，待应力与变形监测值稳定后结束监测。
2.根据权利要求1所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：所述步骤1中的支撑体系主要包括建筑物屋架的临时支撑；所述结构中关键构件包括结构支座位置、主桁架跨中处、受力构件交接处、应力比较大的杆件、受力复杂的杆件。
3.根据权利要求1所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：所述步骤1中，在结构的滑移过程中，进行全过程跟踪监测，实时监测支撑体系以及结构中关键构件的应力和变形，实时掌握结构在滑移过程中的形态和运动状态并及时进行数据分析和反馈，以便及时进行施工路径的调整、修正，不利施工状态的预警，实现施工过程的伺服控制，确保结构的滑移在可控的安全范围内。
4.根据权利要求1所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：所述步骤2中，结构的滑移过程分多个滑移步，在每个滑移步间，需运用全站仪即时测量各条轨道上的牵引点空间位置变化，确定各牵引点因滑移速度不同而产生的位移差，并根据测量的结果及时调整各牵引点的牵引速度，将最大位移差控制在安全施工允许范围内。
5.根据权利要求4所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：钢结构滑移时，为了量测结构在各轨道上滑移的位移同步性，在滑移方向的前后方各布置了一台全站仪，前方的全站仪量测1轨-4轨，测点编号为D1-D4；后方的全站仪量测1轨-4轨，测点编号为D5-D8；在试滑移阶段，通过调整位移测量的频率，既保证四条轨道滑移的同步性，保证结构的安全，又保证滑移速度；前方的全站仪为机动测站，随着结构向前滑移而改变，用以量测各轨道两次测量的相对距离，后方的全站仪为固定测站，用以量测结构在各轨道滑移的总距离，两个全站仪起到校核的作用，并能预警滑移的异常情况。
6.根据权利要求5所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：滑移的异常情况预警，具体为：四条轨道的滑移测量值两两相减，可以得出不同轨道之间的位移差，当该位移差小于预警值时，继续进行滑移，当该位移差大于预警值时，应及时调整轨道滑移速度或停止滑行。
7.根据权利要求1所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：所述步骤5中，滑移速度监测方法为：在结构上左右两侧贴刻度尺实时读数，取平均值，或者，采用全站仪扫描结构同一测点在不同时间的位移差，多个测点取平均值进行监测。
8.根据权利要求1所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：滑移监测过程中，滑移速度监控中的滑移速度值不超过10m/h，稳定性监测中的三向位移差不超过4mm；轨道平顺性中的位移偏差控制值不超过4cm；同步性中的位移差不超过4cm。
9.根据权利要求1所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：步骤6中预警时，建筑物中的支撑体系以及结构中关键构件的应力ρ应不超过应力最大值ρMAX，支撑体系以及结构中关键构件均为钢结构构件，其中，应力最大值ρMAX为钢结构构件设计强度的1.05倍，当ρ≤0.5ρMAX时，监视器上显示绿色；当0.5ρMAX＜ρ≤0.8ρMAX时，监视器上显示黄色；当0.8ρMAX＜ρ≤ρMAX时，监视器上显示橙色；当ρMAX＜ρ时，监视器上显示红色。
10.根据权利要求1所述的一种建筑物轨道滑移监测方法，其特征在于：建筑物可为大跨钢结构、既有建筑、桥梁、文物建筑。

说明书全文

一种建筑物轨道滑移监测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种监测方法，特别是一种建筑物轨道滑移监测方法，属于建筑监测技术领域。

背景技术

[0002] 近几年，我国各地正在兴建大量的大跨空间结构，这些大跨往能容纳几万甚至几十万人，如体育馆、航站楼火车站等。

[0003] 这种结构具有跨度大、外形美观轻盈等特点，但形式复杂多为柔性结构，施工工艺及过程复杂，施工过程中的应力与变形往往与设计的最终状态存在较大差异，导致施工过程中存在安全隐患，一旦发生事故，发生事故，将会造成巨大的人员伤亡、财产损失及恶劣的社会影响。

[0004] 施工过程中，在结构的关键部位布置传感器实施监测，可以对结构在施工过程中出现超规范的变形、应等情况发出预警，及时发现安全隐患，对保障结构及顺利施工具有重要意义，同时采集的参数也可以校核设计，检验新工艺、新材料、新方法，为后续的设计及新方法提供有力支撑，进一步推动大跨空间结构技术的发展与变革。

[0005] 国内外已经对一些大跨空间结构进行了健康监测，如奥运羽毛球馆预应力施工过程的径向拉杆和撑杆采用振弦应变计进行监测；国家体育馆采用锚索测力计和振弦应变计对的缆索索力和弦杆应力进行了监测；济南奥体中心体育馆采用光纤光栅传感器对网壳杆件的应力进行了监测，国外，Victor等人对弦支索穹顶受力性能进行了研究，Cruze等人对分部施工的结构非线性进行了全面分析。然而，国内外关于采用轨道滑移监测的研究和方法相对较少，亟待解决。

发明内容

[0006] 为解决现有技术的上述不足，本发明提出了一种建筑物轨道滑移监测方法，其采用全方面监测的方法，有效解决了建筑物轨道滑移过程中监测困难的问题。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

[0008] 一种建筑物轨道滑移监测方法，包括如下步骤：

[0009] 步骤1：安全性监测；

[0010] 对建筑物中的支撑体系以及结构中关键构件的应变进行监测；

[0011] 步骤2：同步性监测；

[0012] 用于监测同一测点的位移差，比较不同轨道位移差，控制同步；采用前后两台监测仪相互校核位移差；

[0013] 步骤3：结构稳定性监测

[0014] 监测结构的顶部与底部测点的X、Y、Z三向位移，获得三向位移差，用于保证结构的整体稳定，防止滑移过程中跑偏、倾覆，便于及时预警与调控；

[0015] 步骤4：轨道平顺性检测与监测

[0016] 滑移前应首先检测滑移轨道X、Y、Z三向平顺性；

[0017] 滑移过程中，应监测滑移轨道的单向平顺性以及轨道间平顺性，单向平顺性包括单个轨道的X、Y、Z向角度和位移的偏差控制值；轨道间平顺性包括轨道间的平行角度和高差控制；

[0018] 步骤5：滑移速度监测

[0019] 即：单位时间内的位移变化监测值，其监测点不少于两条轨道；

[0020] 步骤6：监测预警

[0021] 根据预先的滑移模拟结果确定监测预警值，将上述步骤1-5中的监测通过传感器子系统获得，数据采集系统采集传感器子系统拾取的上述步骤1-5中的各监测所得数据，通过数据传输系统传输到中心服务器，中心服务器接收数据后，首先对数据进行判断和预处理，并存入中心服务器的数据管理中心，中心服务器的安全评价系统调用数据管理中心的数据，进行结构安全性评定，安全性评定的结果在监控中心的监视器上实时显示，并及时预警；

[0022] 步骤7：滑移后至少持续48小时监测应力及变形，待应力与变形监测值稳定后结束监测。

[0023] 进一步地，所述步骤1中的支撑体系主要包括建筑物屋架的临时支撑；所述结构中关键构件包括结构支座位置、主桁架跨中处、受力构件交接处、应力比较大的杆件、受力复杂的杆件。

[0024] 进一步地，所述步骤1中，在结构的滑移过程中，进行全过程跟踪监测，实时监测支撑体系以及结构中关键构件的应力和变形，实时掌握结构在滑移过程中的形态和运动状态并及时进行数据分析和反馈，以便及时进行施工路径的调整、修正，不利施工状态的预警，实现施工过程的伺服控制，确保结构的滑移在可控的安全范围内。

[0025] 进一步地，所述步骤2中，结构的滑移过程分多个滑移步，在每个滑移步间，需运用全站仪即时测量各条轨道上的牵引点空间位置变化，确定各牵引点因滑移速度不同而产生的位移差，并根据测量的结果及时调整各牵引点的牵引速度，将最大位移差控制在安全施工允许范围内。

[0026] 进一步地，钢结构滑移时，为了量测结构在各轨道上滑移的位移同步性，在滑移方向的前后方各布置了一台全站仪，前方的全站仪量测1轨-4轨，测点编号为D1-D4；后方的全站仪量测1轨-4轨，测点编号为D5-D8；在试滑移阶段，通过调整位移测量的频率，既保证四条轨道滑移的同步性，保证结构的安全，又保证滑移速度；前方的全站仪为机动测站，随着结构向前滑移而改变，用以量测各轨道两次测量的相对距离，后方的全站仪为固定测站，用以量测结构在各轨道滑移的总距离，两个全站仪起到校核的作用，并能预警滑移的异常情况。

[0027] 进一步地，滑移的异常情况预警，具体为：四条轨道的滑移测量值两两相减，可以得出不同轨道之间的位移差，当该位移差小于预警值时，继续进行滑移，当该位移差大于预警值时，及时通知滑移控制人员，进行相应的调整。

[0028] 进一步地，所述步骤5中，滑移速度监测方法为：在结构上左右两侧贴刻度尺实时读数，取平均值，或者，采用全站仪扫描结构同一测点在不同时间的位移差，多个测点取平均值进行监测。

[0029] 进一步地，滑移监测过程中，滑移速度监控中的滑移速度值不超过10m/h，稳定性监测中的三向位移差不超过4mm；轨道平顺性中的位移偏差控制值不超过4cm；同步性中的位移差不超过4cm。

[0030] 进一步地，步骤6中预警时，建筑物中的支撑体系以及结构中关键构件的应力ρ应不超过应力最大值ρMAX，支撑体系以及结构中关键构件均为钢结构构件，其中，应力最大值ρMAX为钢结构构件设计强度的1.05倍，当ρ≤0.5ρMAX时，监视器上显示绿色；当0.5ρMAX＜ρ≤0.8ρMAX时，监视器上显示黄色；当0.8ρMAX＜ρ≤ρMAX时，监视器上显示橙色；当ρMAX＜ρ时，监视器上显示红色。

[0031] 建筑物可为大跨钢结构、既有建筑、桥梁、文物建筑等。相对于现有技术，本发明具有如下技术效果：

[0032] 本发明通过安全性、同步性、稳定性、平顺性等全方位的监测和预警，有效确保了滑移施工过程中的安全，且能有效、准确、稳定、实时在线反映滑移过程中的结构构件各参数的变化情况，能够及时预警，并判断施工过程中结构是否出现损伤以及损伤的程度，为工程安全的自动化测量、施工过程的控制及数据处理提供了极大方便和有力支持。附图说明

[0033] 图1为本发明建筑物计算模型；

[0034] 图2为顶推器及纵向连杆设置图；

[0035] 图3为顶推器示意图；

[0036] 图4为监控系统流程图。

[0037] 图中，1-夹紧座；2-爬行器；3-建筑物；4-轨道；5-顶推器；6-支座；7-连杆具体实施方式

[0038] 下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

[0039] 如图1所示，本实施例以某地一种建筑物为例，建筑物3为大跨钢结构，滑移施工采用了14个顶推器5，结构滑移平面的前部和中段各设置6个，每条滑移轨道4为2个，中间段的顶推器5设置在竖向力较大的轨道支承架的柱脚。整体滑移时，为了保证每条轨道4上的相对位移最小，将每条轨道4的支座6分别用柔性连杆7连接，以其中一条轨道为例，其连杆7和顶推器的布置如图2所示。如图3所示，顶推器5构造如图3所示，其包括加紧轨道4的夹紧座1、爬行器2，爬行器2，两端与夹紧座1和建筑物3铰接。

[0040] 具体轨道滑移监测方法如下：

[0041] 包括如下步骤：

[0042] 步骤1：安全性监测。

[0043] 对建筑物3中的支撑体系以及结构中关键构件的应变(包括应力和变形)进行监测。支撑体系主要包括建筑物屋架的临时支撑。结构中关键构件包括结构支座位置、主桁架跨中处、受力构件交接处、应力比较大的杆件、受力复杂的杆件。

[0044] 在结构的滑移过程中，进行全过程跟踪监测，实时监测支撑体系以及结构中关键构件的应力和变形，实时掌握结构在滑移过程中的形态和运动状态并及时进行数据分析和反馈，以便及时进行施工路径的调整、修正，不利施工状态的预警，实现施工过程的伺服控制，确保结构的滑移在可控的安全范围内。

[0045] 步骤2：同步性监测。

[0046] 用于监测同一测点的位移差，比较不同轨道4位移差，控制同步。采用前后两台监测仪相互校核位移差。

[0047] 具体为：

[0048] 结构的滑移过程分多个滑移步，在每个滑移步间，需运用全站仪即时测量各条轨道4上的牵引点空间位置变化，确定各牵引点因滑移速度不同而产生的位移差，并根据测量的结果及时调整各牵引点的牵引速度，将最大位移差控制在安全施工允许范围内。

[0049] 钢结构3滑移时，为了量测结构在各轨道4上滑移的位移同步性，在滑移方向的前后方各布置了一台全站仪，前方的全站仪量测1轨-4轨，测点编号为D1-D4。后方的全站仪量测1轨-4轨，测点编号为D5-D8。在试滑移阶段，通过调整位移测量的频率，既保证四条轨道滑移的同步性，保证结构的安全，又保证滑移速度。前方的全站仪为机动测站，随着结构向前滑移而改变，用以量测各轨道两次测量的相对距离，后方的全站仪为固定测站，用以量测结构在各轨道滑移的总距离，两个全站仪起到校核的作用，并能预警滑移的异常情况。

[0050] 滑移的异常情况预警，具体为：四条轨道4的滑移测量值两两相减，可以得出不同轨道之间的位移差，当该位移差小于预警值时，继续进行滑移，当该位移差大于预警值时，及时通知滑移控制人员，进行相应的调整。

[0051] 步骤3：结构稳定性监测

[0052] 监测结构3的顶部与底部测点的X、Y、Z三向位移，获得三向位移差，用于保证结构3的整体稳定，防止滑移过程中跑偏、倾覆，便于及时预警。

[0053] 步骤4：轨道4平顺性检测与监测

[0054] 滑移前应首先检测滑移轨道4的X、Y、Z三向平顺性。

[0055] 滑移过程中，应监测滑移轨道4的单向平顺性以及轨道间平顺性，单向平顺性包括单个轨道4的X、Y、Z向角度和位移的偏差控制值。轨道4间平顺性包括轨道4间的平行角度和高差控制。

[0056] 步骤5：滑移速度监测

[0057] 即：单位时间内的位移监测值，其监测点不少于两条轨道4。

[0058] 滑移速度监测方法为：在结构上左右两侧贴刻度尺实时读数，取平均值，或者，采用全站仪扫描结构同一测点在不同时间的位移差，多个测点取平均值进行监测。即尽量保持轨道4上钢结构3平动。

[0059] 步骤6：监测预警

[0060] 根据预先的滑移模拟结果确定监测预警值，将上述步骤1-5中的监测通过传感器子系统获得，数据采集系统采集传感器子系统拾取的上述步骤1-5中的各监测所得数据，通过数据传输系统传输到中心服务器，中心服务器接收数据后，首先对数据进行判断和预处理，并存入中心服务器的数据管理中心，中心服务器的安全评价系统调用数据管理中心的数据，进行结构安全性评定，安全性评定的结果在监控中心的监视器上实时显示，并及时预警。

[0061] 本实施例中，滑移监测过程中，滑移速度监控中的滑移速度值不超过10m/h，稳定性监测中的三向位移差不超过4mm。轨道平顺性中的位移偏差控制值不超过4cm。同步性中的位移差不超过4cm。

[0062] 此外，预警时，建筑物3中的支撑体系以及结构中关键构件的应力ρ应不超过应力最大值ρMAX，支撑体系以及结构中关键构件均为钢结构构件，钢结构构件采用Q235钢(其设计强度即屈服强度为235MPa)。其中，应力最大值ρMAX为Q235钢设计强度的1.05倍，当ρ≤0.5ρMAX时，监视器上显示绿色。当0.5ρMAX＜ρ≤0.8ρMAX时，监视器上显示黄色。当0.8ρMAX＜ρ≤ρMAX时，监视器上显示橙色。当ρMAX＜ρ时，监视器上显示红色。

[0063] 步骤7：滑移后至少持续48小时监测应力及变形，待应力与变形监测值稳定，结构3稳定后结束监测。

[0064] 上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。

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