1.工程背景
近期,本课题组受武汉市某中学委托为相关建筑搭建安全监测系统。该中学为市属公立学校,校园内共有老教学楼、新教学楼、食堂及学术报告厅等3栋主要建筑,由于使用年限较长,房屋存在安全隐患。为充分保障学校相关建筑安全,结合现场踏勘情况,确定如下监测内容:
(1)对三栋建筑物分别进行沉降监测;
(2)对老教学楼和新教学楼进行进一步倾斜监测;
(3)对老教学楼和新教学楼窗边墙体斜向贯穿裂缝、门顶门侧斜向贯穿裂缝等具有结构代表性的、控制性的关键部位裂缝进行裂缝监测,对扩建食堂及学术报告厅主体排架结构严重开裂处进行裂缝监测;
(4)此外,对三栋建筑物进行定期人工巡查。
2.监测系统设计?
拟为该中学三栋建筑搭建的房屋智能安全监测系统是一个集计算机技术、通信技术、网络技术和传感技术于一体的综合性系统工程。其总体架构如下图所示:
房屋智能安全监测系统总体架构
(1)传感器子系统
该模块主要为监测元器件及其附属及保护设施,属于整个监测系统底层的子模块。主要功能是:在结构代表性的、控制性、关键截面和部位上安装各种类型适宜的传感测试设备,其受控监控中心发出的指令拾取结构环境与荷载源参数和结构性能参数。具体包括以下传感器:
该系统采用了本课题组自主研发的沉降智能监测仪、倾角智能检测仪和智能裂缝计三类传感器。
①沉降智能监测仪
内置高精度的磁性浮子的液位传感器,传感器具有灵敏度高、稳定性好的特点,并且不受环境温度变化的影响。该沉降智能监测仪采用全密封内压自平衡系统,所以也不会受到大气压力变化影响。
沉降智能监测仪
②倾角智能监测仪
经计量鉴定部门检验,本课题组自主研发的双轴数显倾角仪的各项技术参数均优于市面上常见的倾角传感器,其测量精度达0.°,分辨率为0.°,采用耐冲击型伺服传感器,可靠性好,稳定时间快。内置温度补偿,可自动修正传感器温度漂移。内置冲击抑制模式,依靠角度反映速度的差别,区分冲击震动和倾角变化。
倾角智能监测仪
③智能裂缝计
智能裂缝计采用回弹式LVDT位移传感原理设计,探针自复位,电子元器件全密封,内置高性能信号解调器,可用于测量裂缝的伸长度、厚薄程度和膨胀度等数据的精确测量。
智能裂缝计
(2)用户界面子系统
用户界面是安全监测系统的集成体现窗口,具有实时监测数据显示、历史数据查询、报告报表查看、预警信息发布展示等功能。该子系统是整个监测系统的一张“脸”,所有各类监测信息、评估报告信息等都将通过这张“脸”展示给相关单位人员,并且接受用户对系统的控制与输入(出)自检操作。
数据分析界面
预警界面
在上位机上,用户可通过系统管理功能对房屋智能安全监测管理软件平台进行自定义设置,对监测数据及其相应的预案信息、基础资料、数据报表等进行集中管理,使监测方在监测管理上更加信息化、自动化,实现监测数据的一体化管理。
3.现场安装实施?
现场安装和调试时整个系统能否正常工作的关键环节。本课题组组织了有丰富现场经验的同志负责该项目的现场工作。为了保障学校的正常教学秩序不受影响,该项目的现场工作安排在学校的暑假期间进行。现场工作人员不畏酷暑,任劳任怨,在最短的时间内完成了现场所有设备的安装、连接和调试工作,校领导对我方的工作给予了高度的肯定和赞扬。
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