本發(fā)明涉及土木工程施工監(jiān)測領域。更具體地，涉及一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術：

隨著我國對施工安全越來越重視，為了保證工程能安全、順利的進行，施工監(jiān)測顯得尤為重要。施工監(jiān)測結(jié)果作為指導安全施工的重要依據(jù)在現(xiàn)代施工過程中占有很重要的位置，而且其監(jiān)測結(jié)果將對之后的類似工程的設計，提供寶貴的實測數(shù)據(jù)。

就框構橋頂進施工而言，以往施工中的監(jiān)測方法存在許多問題。首先是監(jiān)測點設置無法準確得到。在具體工程施工中，對于施工中框構橋的結(jié)構物的受力監(jiān)測點，往往只憑經(jīng)驗或者粗糙的計算來選取幾個危險斷面進行監(jiān)測，其監(jiān)測結(jié)果并不能很好的反映和指導施工。其次在施工過程中，很難做到實時監(jiān)測，往往是人工定時采集，其監(jiān)測數(shù)據(jù)并不完整。再次是對于框構橋結(jié)構物的受力監(jiān)測，監(jiān)測人員往往需要長時間停留在現(xiàn)場監(jiān)測，并且很多時候必須在施工過程中去采集數(shù)據(jù)，一方面增加了人工成本，另一方面也增加了安全隱患。

因此，需要提供一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)，能夠明確監(jiān)測點，自動、實時、遠程地監(jiān)測框構橋頂進施工過程。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的一個技術問題是提供一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法，本發(fā)明要解決的另一個技術問題是提供一種框構橋頂進施工的監(jiān)測系統(tǒng)，以準確確定框構橋頂進施工過程的監(jiān)測點，自動、實時、遠程地監(jiān)測框構橋頂進施工過程。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案：

本發(fā)明一方面公開了一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法，其特征在于，所述方法包括：

s1：通過有限元仿真軟件對框構橋頂進施工過程進行仿真模擬分析，確定監(jiān)測點；

s2：在所述監(jiān)測點設置監(jiān)測設備，定時獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至實時監(jiān)測平臺；

s3：實時監(jiān)測平臺對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，實時監(jiān)測施工過程的安全性并進行安全預警。

優(yōu)選地，所述s1包括：

s11：根據(jù)施工圖紙和施工環(huán)境，采用有限元仿真軟件計算框構橋頂進施工過程中框構橋的受力狀態(tài)；

s12：確定頂進施工過程中框構橋上受力高于預設閾值的區(qū)域為監(jiān)測點。

優(yōu)選地，所述s2包括：

s21：在監(jiān)測點設置自動式振弦式鋼筋計和/或非自動式振弦式鋼筋計；

s22：通過自動化采集設備定時獲取所述振弦式鋼筋計和/或通過人工采集非振弦式鋼筋計的監(jiān)測數(shù)據(jù)；

s23：通過無線信號發(fā)射器和/或人工輸入將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至實時監(jiān)測平臺。

優(yōu)選地，所述s3包括：

s31：實時監(jiān)測平臺將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)與預設的安全值進行比較；

s32：當所述監(jiān)測數(shù)據(jù)超過所述安全值，實時監(jiān)測平臺輸出安全預警信息。

優(yōu)選地，所述仿真分析軟件為abaqus或ansys。

本發(fā)明另一方面同時公開了一種框構橋頂進施工的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

仿真分析模塊，用于通過有限元仿真軟件對框構橋頂進施工過程進行仿真模擬分析，確定監(jiān)測點；

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于在所述監(jiān)測點設置監(jiān)測設備，定時獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至實時監(jiān)測平臺；以及

實時監(jiān)測模塊，用于實時監(jiān)測平臺對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，實時監(jiān)測施工過程的安全性并進行安全預警。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)獲取模塊包括：自動式振弦式鋼筋計和/或非自動式振弦式鋼筋計，用于獲取監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)；

自動化采集設備，用于定時采集所述振弦式鋼筋計的監(jiān)測數(shù)據(jù)；以及

無線信號發(fā)射器，用于將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線傳輸至實時監(jiān)測模塊。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明能夠準確確定框構橋頂進施工過程的監(jiān)測點，自動、實時、遠程地監(jiān)測框構橋頂進施工過程，且本發(fā)明精度高、實時性好、自動化程度高，極大地提高了監(jiān)測效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法的流程圖；

圖2示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中監(jiān)測點的示意圖；

圖3示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊人工數(shù)據(jù)錄入的示意圖；

圖4示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊首頁的示意圖；

圖5示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊登錄界面的示意圖；

圖6示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊主界面的示意圖；

圖7示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊導航欄的示意圖；

圖8示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)生成的折線圖的示意圖；

圖9示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)生成的折線圖的數(shù)據(jù)顯示圖。

圖10示出本發(fā)明一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法及系統(tǒng)中實時監(jiān)測模塊根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)生成的多條折線圖的示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，本發(fā)明一方面公開了一種框構橋頂進施工的監(jiān)測方法，所述方法包括：

s1：如圖2所示，通過有限元仿真軟件對框構橋頂進施工過程進行仿真模擬分析，確定監(jiān)測點。具體的，s11：根據(jù)施工圖紙和施工環(huán)境，采用有限元仿真軟件計算框構橋頂進施工過程中框構橋的受力狀態(tài)。s12：確定頂進施工過程中框構橋上受力高于預設閾值的區(qū)域為監(jiān)測點?？赏ㄟ^abaqus或ansys等有限元仿真軟件可計算框構橋在施工過程中受力較大的斷面和區(qū)域，從而確定監(jiān)測方案和監(jiān)測點。

s2：在所述監(jiān)測點設置監(jiān)測設備，定時獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至實時監(jiān)測平臺。具體的，s21：在監(jiān)測點設置自動式振弦式鋼筋計和/或非自動式振弦式鋼筋計，可采用焊接的方式固定在鋼筋等監(jiān)測部件上，安裝時先將鋼筋截斷，再把鋼筋計焊接在截斷的位置。然后將鋼筋計上的數(shù)據(jù)線通過軟鋼管，如薄壁合金管，牽引至框構橋橋體外，即可與自動化采集設備連接。s22：通過自動化采集設備定時獲取所述振弦式鋼筋計和/或通過人工采集非振弦式鋼筋計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，即監(jiān)測點部件的受力情況。s23：通過與自動化采集設備相連的無線信號發(fā)射器和/或人工輸入將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至實時監(jiān)測平臺。振弦式鋼筋計由諸多優(yōu)點：1)采用振弦理論設計，具有靈敏度與精度高、線性與穩(wěn)定性好、成活率與可靠性高等優(yōu)點。2)全數(shù)字信號檢測，長距離傳輸不失真，抗干擾能力強。3)絕緣性能良好，防水耐用。4)測量直觀、快捷、簡便。5)安裝自動采集裝置可完全自動無人值守。在本發(fā)明中，可采用自動式振弦式鋼筋計或非自動式振弦式鋼筋計，也可同時采用自動式振弦式鋼筋計和非自動式振弦式鋼筋計，采用自動式振弦式鋼筋計時，監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集可以通過自動化采集設備自動完成，其采集頻率也達到每秒60次，采用非自動式振弦式鋼筋計時，監(jiān)測數(shù)據(jù)需要工人進行人工測量和人工輸入，如圖3所示。可在危險斷面和關鍵位置安裝自動化振弦式鋼筋計，在其余位置安裝非自動化鋼筋計。

s3：如圖4所示，實時監(jiān)測平臺對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，實時監(jiān)測施工過程的安全性并進行安全預警。具體的，s31：實時監(jiān)測平臺將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)與預設的安全值進行比較；s32：當所述監(jiān)測數(shù)據(jù)超過所述安全值，實時監(jiān)測平臺輸出安全預警信息。所述實時監(jiān)測模塊的功能可包括自動化振弦式鋼筋計數(shù)據(jù)處理與圖形繪制，非自動振弦式鋼筋計人工讀數(shù)錄入與圖形繪制，振弦式鋼筋計采集數(shù)據(jù)對比與對比圖形繪制，上述圖形繪制均可通過拖動時間軸來實現(xiàn)對圖形的放大和縮小操作?？驑嫎蚋鞅O(jiān)測點應力可通過折線圖顯示，簡介明了。還可多個測點同時顯示，方便進行對比。為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全，所述實時監(jiān)測模塊可設置為需要賬號密碼才能登錄。并且，所述實時監(jiān)測模塊還能夠進行預警反饋，通過網(wǎng)絡語言編程，實現(xiàn)報警閥值設置，一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)超過該閥值，則通過網(wǎng)絡平臺發(fā)送預警信息至手機等移動終端。

本發(fā)明另一方面公開了一種框構橋頂進施工的監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：仿真分析模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊和實時監(jiān)測模塊；

所述仿真分析模塊用于通過有限元仿真軟件對框構橋頂進施工過程進行仿真模擬分析，確定監(jiān)測點。具體的，根據(jù)施工圖紙和施工環(huán)境，采用有限元仿真軟件計算框構橋頂進施工過程中框構橋的受力狀態(tài)。確定頂進施工過程中框構橋上受力高于預設閾值的區(qū)域為監(jiān)測點。可通過abaqus或ansys等有限元仿真軟件可計算框構橋在施工過程中受力較大的斷面和區(qū)域，從而確定監(jiān)測方案和監(jiān)測點。

所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于在所述監(jiān)測點設置監(jiān)測設備，定時獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至實時監(jiān)測平臺。所述數(shù)據(jù)獲取模塊可包括自動式振弦式鋼筋計和/或非自動式振弦式鋼筋計、自動化采集設備和無線信號發(fā)射器。所述自動式振弦式鋼筋計和/或非自動式振弦式鋼筋計用于獲取監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述自動化采集設備用于定時采集所述振弦式鋼筋計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述無線信號發(fā)射器用于將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線傳輸至實時監(jiān)測模塊。具體的，所述數(shù)據(jù)獲取模塊可用于在監(jiān)測點設置自動式振弦式鋼筋計和/或非自動式振弦式鋼筋計，可采用焊接的方式固定在鋼筋等監(jiān)測部件上，安裝時先將鋼筋截斷，再把鋼筋計焊接在截斷的位置。然后將鋼筋計上的數(shù)據(jù)線通過軟鋼管，如薄壁合金管，牽引至框構橋橋體外，即可與自動化采集設備連接。通過自動化采集設備定時獲取所述振弦式鋼筋計和/或通過人工采集非振弦式鋼筋計的監(jiān)測數(shù)據(jù)，即監(jiān)測點部件的受力情況。通過與自動化采集設備相連的無線信號發(fā)射器和/或人工輸入將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至實時監(jiān)測平臺。振弦式鋼筋計由諸多優(yōu)點：1)采用振弦理論設計，具有靈敏度與精度高、線性與穩(wěn)定性好、成活率與可靠性高等優(yōu)點。2)全數(shù)字信號檢測，長距離傳輸不失真，抗干擾能力強。3)絕緣性能良好，防水耐用。4)測量直觀、快捷、簡便。5)安裝自動采集裝置可完全自動無人值守。在本發(fā)明中，可采用自動式振弦式鋼筋計或非自動式振弦式鋼筋計，也可同時采用自動式振弦式鋼筋計和非自動式振弦式鋼筋計，采用自動式振弦式鋼筋計時，監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集可以通過自動化采集設備自動完成，其采集頻率也達到每秒60次，采用非自動式振弦式鋼筋計時，監(jiān)測數(shù)據(jù)需要工人進行人工測量和人工輸入。可在危險斷面和關鍵位置安裝自動化振弦式鋼筋計，在其余位置安裝非自動化鋼筋計。

所述實時監(jiān)測模塊用于對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，實時監(jiān)測施工過程的安全性并進行安全預警。具體的，實時監(jiān)測平臺將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)與預設的安全值進行比較。當所述監(jiān)測數(shù)據(jù)超過所述安全值，實時監(jiān)測平臺輸出安全預警信息。所述實時監(jiān)測模塊的功能可包括自動化振弦式鋼筋計數(shù)據(jù)處理與圖形繪制，非自動振弦式鋼筋計人工讀數(shù)錄入與圖形繪制，振弦式鋼筋計采集數(shù)據(jù)對比與對比圖形繪制，上述圖形繪制均可通過拖動時間軸來實現(xiàn)對圖形的放大和縮小操作。框構橋各監(jiān)測點應力可通過折線圖顯示，簡介明了。還可多個測點同時顯示，方便進行對比。為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全，所述實時監(jiān)測模塊可設置為需要賬號密碼才能登錄。并且，所述實時監(jiān)測模塊還能夠進行預警反饋，通過網(wǎng)絡語言編程，實現(xiàn)報警閥值設置，一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)超過該閥值，則通過網(wǎng)絡平臺發(fā)送預警信息至手機等移動終端。

本實施例中實時監(jiān)測模塊包括工程概況、在線監(jiān)測和聯(lián)系方式等模塊。為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)安全，需通過賬號密碼才可登錄在線監(jiān)測模塊，登錄在線監(jiān)測模塊即可實時查看框構橋頂進施工時結(jié)構本身的應力變化情況，如圖5所示。如圖6和圖7所示，單擊上方導航欄中的“手動”按鈕，即可見左側(cè)導航欄出現(xiàn)手動振弦式鋼筋計在框構橋中的布置位置，在想查看位置處前面的方框內(nèi)打勾，即可在右側(cè)圖表框中顯示此處應力隨時間的變化曲線。圖表的縱坐標為應力值，橫坐標為時間，如圖8所示。圖表上方顯示的數(shù)字為此處振弦式鋼筋計編號。折線圖中每一個圓點為所測得的應力值。將鼠標靠近圓點，可顯示出此點的相應數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)從左至右依次為鋼筋計編號、日期、時間、應力值，如圖9所示。單擊上方導航欄處的“自動”按鈕即可跳轉(zhuǎn)至自動振弦式鋼筋計監(jiān)測界面，可同時選取多個測點同時顯示應力變化，如圖10所示。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。