本實用新型(xing)涉及土木(mu)工(gong)程技(ji)術領域，特別是(shi)涉及一種鋼結構網架監測(ce)系統。

背景技術：

隨著(zhu)我國經濟的快速發展(zhan)，越(yue)來越(yue)多的大(da)(da)型建筑出現(xian)在人們眼前，例(li)如(ru)大(da)(da)型體育場、大(da)(da)型鐵(tie)路(lu)站房、大(da)(da)型展(zhan)覽會場，這些建筑一般跨度較大(da)(da)，建造時(shi)通常(chang)采用鋼結(jie)構(gou)網架形式。

此類(lei)大型建(jian)筑服(fu)役時間較長(chang)（使用年(nian)限通(tong)常為(wei)100年(nian)），在服(fu)役期間，建(jian)筑會(hui)受到風、雨、地震等(deng)自然現象的(de)破壞；但由于站房(fang)是大型的(de)公共建(jian)筑，如果出(chu)現事(shi)故(gu)，則經濟(ji)損失巨大，社會(hui)影(ying)響(xiang)難以想象。故(gu)需要對此類(lei)結構(gou)進(jin)行健康監測。

目(mu)前大型建筑(zhu)健康監測項目(mu)單一，無法準確判斷建筑(zhu)是否健康。

技術實現要素：

本實用新型(xing)要解(jie)(jie)決的(de)(de)技(ji)術(shu)問(wen)題是針對上述現(xian)有技(ji)術(shu)的(de)(de)不足，提供一種(zhong)鋼結構網架監測(ce)系統，解(jie)(jie)決無法準確(que)判斷(duan)建(jian)筑是否健康的(de)(de)問(wen)題，具有監測(ce)項目(mu)全面，能夠準確(que)判斷(duan)建(jian)筑是否健康的(de)(de)特點。

為解決上(shang)述(shu)(shu)(shu)(shu)技術(shu)問(wen)題，本實用新型所(suo)(suo)(suo)采取(qu)的(de)技術(shu)方案是(shi)：一種鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)網架(jia)監(jian)測系統，包括加速度(du)(du)(du)(du)計(ji)、靜(jing)力水準儀(yi)、表面(mian)應變(bian)計(ji)、攝像頭、處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)器和PC機(ji)；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)加速度(du)(du)(du)(du)計(ji)與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)器連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)加速度(du)(du)(du)(du)計(ji)監(jian)測鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)微振動；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)靜(jing)力水準儀(yi)與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)器連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)靜(jing)力水準儀(yi)監(jian)測鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)撓(nao)度(du)(du)(du)(du)（豎向變(bian)形）；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)表面(mian)應變(bian)計(ji)與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)器連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)表面(mian)應變(bian)計(ji)監(jian)測鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)桿(gan)件(jian)的(de)內(nei)力；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)攝像頭與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)器連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)攝像頭監(jian)測鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)桿(gan)件(jian)的(de)腐蝕情況(kuang)；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)PC機(ji)與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)器連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)PC機(ji)接(jie)(jie)收所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)器的(de)數據進行(xing)再分析，并對分析結(jie)(jie)果進行(xing)顯(xian)示。

優選(xuan)地(di)，加速度計在鋼結構網架(jia)的(de)(de)每(mei)個(ge)區域的(de)(de)XYZ三面(mian)進行(xing)3行(xing)3列(lie)設置安裝。

優選地，靜力水準儀(yi)利(li)用連(lian)通管連(lian)接基(ji)線(xian)上形成(cheng)網(wang)絡，從而量(liang)測結構的撓度曲(qu)線(xian)。

優選地(di)，靜力(li)水(shui)準儀選用(yong)JMDL－6310AD總線(xian)型靜力(li)水(shui)準儀，量程為100mm，靈(ling)敏度為0.01mm。

優選地，表面(mian)(mian)應(ying)變計焊接安裝在鋼(gang)結構網架桿件的(de)表面(mian)(mian)上。

優選(xuan)地，攝像(xiang)頭為高清攝像(xiang)頭，與探照燈配合使用。

采用(yong)上述技術方(fang)案所產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)有益效果(guo)在(zai)于(yu)：本實(shi)用(yong)新型通過設計(ji)(ji)(ji)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)網架監測系(xi)統(tong)(tong)，包括加速度計(ji)(ji)(ji)、靜(jing)力(li)(li)水準儀(yi)(yi)、表面(mian)應變(bian)(bian)計(ji)(ji)(ji)、攝像(xiang)頭、處理器(qi)和PC機；系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)的(de)(de)(de)加速度計(ji)(ji)(ji)監測鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)微振動，靜(jing)力(li)(li)水準儀(yi)(yi)監測鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)撓度（豎向變(bian)(bian)形），表面(mian)應變(bian)(bian)計(ji)(ji)(ji)監測鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)桿件的(de)(de)(de)內力(li)(li)，攝像(xiang)頭監測鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)桿件的(de)(de)(de)腐蝕(shi)情(qing)況(kuang)，最終通過PC機中(zhong)專(zhuan)用(yong)的(de)(de)(de)軟件對各(ge)項參數進行系(xi)統(tong)(tong)分析，最終準確判斷(duan)建筑的(de)(de)(de)健康程度。

附圖說明

圖1是(shi)系統整(zheng)體(ti)原(yuan)理(li)框圖。

圖2是鋼(gang)結構網架示(shi)意(yi)圖。

圖(tu)(tu)3是加(jia)速度計安裝布(bu)置示意圖(tu)(tu)。

圖(tu)4是靜力(li)水準儀安裝布置(zhi)示意圖(tu)。

圖5是(shi)表(biao)面應(ying)變(bian)計安(an)裝布(bu)置(zhi)示意圖。

圖中：1、網架；2、加速(su)度計(ji)；3、支座；4、靜力水準儀；5、基(ji)線；6、表面應變計(ji)。

具體實施方式

下面結合附圖(tu)和具體(ti)實(shi)施方式對本實(shi)用新型作(zuo)進一步(bu)詳細的說(shuo)明。

如圖(tu)1所(suo)(suo)(suo)示，為本實用新(xin)型一種鋼結構(gou)網架監(jian)(jian)測(ce)系統的(de)原(yuan)理(li)(li)框圖(tu)，包(bao)括(kuo)加速度(du)計(ji)2、靜力水(shui)準儀(yi)4、表(biao)面應變(bian)計(ji)6、攝(she)像頭、處理(li)(li)器(qi)和PC機；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)加速度(du)計(ji)2與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)處理(li)(li)器(qi)連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)加速度(du)計(ji)2監(jian)(jian)測(ce)鋼結構(gou)的(de)微振動；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)靜力水(shui)準儀(yi)4與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)處理(li)(li)器(qi)連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)靜力水(shui)準儀(yi)4監(jian)(jian)測(ce)鋼結構(gou)的(de)撓度(du)（豎向變(bian)形）；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)表(biao)面應變(bian)計(ji)6與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)處理(li)(li)器(qi)連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)表(biao)面應變(bian)計(ji)6監(jian)(jian)測(ce)鋼結構(gou)桿件的(de)內(nei)力；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)攝(she)像頭與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)處理(li)(li)器(qi)連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)攝(she)像頭監(jian)(jian)測(ce)鋼結構(gou)桿件的(de)腐(fu)蝕情況；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)PC機與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)處理(li)(li)器(qi)連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)PC機接(jie)(jie)收所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)處理(li)(li)器(qi)的(de)數(shu)據進行(xing)再分析，并對(dui)分析結果(guo)進行(xing)顯(xian)示。

工作(zuo)時加速度計2、靜力水(shui)準儀4、表面應變(bian)計6、攝(she)像頭(tou)分(fen)別對鋼(gang)結構(gou)網架1的(de)微振動、撓度（豎向(xiang)變(bian)形）、桿件內(nei)力、桿件腐蝕情(qing)況等參數(shu)進行(xing)(xing)(xing)數(shu)據采集，將采集后(hou)的(de)數(shu)據傳輸(shu)到處(chu)(chu)理(li)器進行(xing)(xing)(xing)處(chu)(chu)理(li)，經過(guo)處(chu)(chu)理(li)后(hou)的(de)數(shu)據傳入到PC機內(nei)，PC機安裝有特定(ding)的(de)數(shu)據分(fen)析軟件，軟件對數(shu)據進行(xing)(xing)(xing)綜合分(fen)析處(chu)(chu)理(li)，判(pan)斷鋼(gang)結構(gou)網架1的(de)健康(kang)情(qing)況，最終判(pan)斷結構(gou)由PC機進行(xing)(xing)(xing)顯示。

如圖2和(he)圖3所示(shi)，分(fen)別為鋼結構網(wang)(wang)架(jia)(jia)示(shi)意(yi)圖和(he)加(jia)(jia)速(su)度計(ji)2安裝(zhuang)布(bu)(bu)置示(shi)意(yi)圖，網(wang)(wang)架(jia)(jia)1的(de)溫度縫、抗震(zhen)縫、沉降縫把(ba)網(wang)(wang)架(jia)(jia)1分(fen)隔(ge)為不同的(de)區域(yu)，每個區域(yu)按照單獨的(de)個體進行監(jian)測。單獨區域(yu)內布(bu)(bu)置3行3列加(jia)(jia)速(su)度計(ji)2，每處布(bu)(bu)置X、Y、Z三向加(jia)(jia)速(su)度計(ji)2，共(gong)計(ji)布(bu)(bu)置3×3×3＝27個加(jia)(jia)速(su)度計(ji)2。對(dui)于有凹(ao)凸(tu)復(fu)雜(za)結構可以適當(dang)加(jia)(jia)密(mi)布(bu)(bu)置加(jia)(jia)速(su)度計(ji)2。

加速度(du)計2能(neng)夠量測結構的(de)(de)微(wei)振動，通(tong)過(guo)加速度(du)計2的(de)(de)測試結果反推結構的(de)(de)振型(xing)。結構損(sun)(sun)傷以(yi)后(hou)振型(xing)的(de)(de)相(xiang)關(guan)數(shu)(shu)據(ju)（振型(xing)、周期等）會出現(xian)改變，故通(tong)過(guo)加速度(du)計2測試結果了解結構相(xiang)關(guan)參(can)數(shu)(shu)，從而(er)能(neng)判(pan)定結構的(de)(de)損(sun)(sun)傷情況。

如(ru)圖4所示，為(wei)靜(jing)力(li)水準(zhun)儀(yi)4安(an)(an)裝布(bu)置(zhi)示意圖，安(an)(an)裝的(de)部位(wei)需要考(kao)慮(lv)豎(shu)向的(de)位(wei)移要求，以(yi)及安(an)(an)裝方(fang)便、后(hou)期(qi)維護簡答的(de)要求，同時(shi)必須保證(zheng)靜(jing)力(li)水準(zhun)儀(yi)4在相應的(de)基線5上。靜(jing)力(li)水準(zhun)儀(yi)4可以(yi)根(gen)據基點的(de)變形來(lai)形成(cheng)系統，然后(hou)綜(zong)合測試基線5的(de)結構撓度（豎(shu)向變形）。

靜(jing)力(li)(li)水(shui)準(zhun)儀4選用JMDL－6310AD總(zong)線型靜(jing)力(li)(li)水(shui)準(zhun)儀4，量(liang)程為100mm，靈(ling)敏度為0.01mm，此種靜(jing)力(li)(li)水(shui)準(zhun)儀4量(liang)程與靈(ling)敏度均滿足實(shi)際系統的(de)需要(yao)，同時也可以根(gen)據實(shi)際情況選擇(ze)靜(jing)力(li)(li)水(shui)準(zhun)儀4的(de)規格(ge)型號。

如圖5所示(shi)，為表(biao)(biao)面(mian)應(ying)(ying)變計6安(an)(an)裝布(bu)(bu)置示(shi)意圖，一般鋼結構(gou)桿(gan)(gan)件(jian)(jian)(jian)內力測量采用(yong)表(biao)(biao)面(mian)應(ying)(ying)變計6，在(zai)桿(gan)(gan)件(jian)(jian)(jian)的(de)表(biao)(biao)面(mian)上焊(han)接表(biao)(biao)面(mian)應(ying)(ying)變計6。由于桿(gan)(gan)件(jian)(jian)(jian)較(jiao)多考慮(lv)經濟因素，不(bu)能處(chu)處(chu)兼(jian)顧(gu)，根(gen)根(gen)測定，故可以根(gen)據計算機(ji)仿真分析的(de)結果選擇(ze)應(ying)(ying)力大、對(dui)整體安(an)(an)全影響大的(de)桿(gan)(gan)件(jian)(jian)(jian)進行(xing)測試元件(jian)(jian)(jian)的(de)布(bu)(bu)置。考慮(lv)到經濟性，常(chang)采用(yong)的(de)原則是對(dui)稱布(bu)(bu)置，重點部位布(bu)(bu)置。在(zai)支座(zuo)3、跨中等(deng)部位，對(dui)上弦桿(gan)(gan)、腹桿(gan)(gan)、下弦桿(gan)(gan)的(de)相(xiang)應(ying)(ying)桿(gan)(gan)件(jian)(jian)(jian)進行(xing)應(ying)(ying)變計的(de)安(an)(an)裝。

鋼結構桿件在(zai)(zai)室外(wai)(wai)潮(chao)濕時容易銹蝕(shi)，銹蝕(shi)以后(hou)對整體的(de)安(an)全影響較大，故應(ying)該對其進(jin)行監測。選取屋蓋的(de)懸挑在(zai)(zai)室外(wai)(wai)的(de)部位，懸空數十米，這(zhe)些部位在(zai)(zai)使用期(qi)間(jian)人(ren)員無法實(shi)(shi)時近距離觀察，故需要通(tong)過(guo)(guo)設備進(jin)行監測，在(zai)(zai)相應(ying)的(de)點布置探照燈和高(gao)清攝像頭，通(tong)過(guo)(guo)二(er)者的(de)組合實(shi)(shi)施監測鋼結構的(de)銹蝕(shi)情況。

使用過程：

首先在鋼結(jie)構(gou)網(wang)架1的相應位置安裝加(jia)速度計(ji)2、靜(jing)力水準儀4、表面應變計(ji)6和攝像頭(tou)(tou)，然后對各個儀器進行參數調整，同(tong)時把加(jia)速度計(ji)2、靜(jing)力水準儀4、表面應變計(ji)6、攝像頭(tou)(tou)與處理(li)器進行連接，然后將處理(li)器與PC機進行連接，最后將設備(bei)接通電源即可實現(xian)對鋼結(jie)構(gou)網(wang)架1數據采集分(fen)析(xi)，監(jian)測建筑(zhu)的健(jian)康狀(zhuang)況。

采用上述技術方(fang)案后，本系(xi)統通(tong)(tong)過加(jia)速度計2監測(ce)鋼結(jie)構的(de)微(wei)振動，通(tong)(tong)過靜力水(shui)準(zhun)(zhun)儀4監測(ce)鋼結(jie)構的(de)撓度（豎向(xiang)變形），通(tong)(tong)過表面(mian)應變計6監測(ce)鋼結(jie)構桿(gan)件的(de)內力，通(tong)(tong)過攝(she)像(xiang)頭(tou)監測(ce)鋼結(jie)構桿(gan)件的(de)腐蝕情(qing)況，最終通(tong)(tong)過PC機中專用的(de)軟件對各項參數進行(xing)系(xi)統分析，準(zhun)(zhun)確(que)判斷建筑的(de)健康狀況。

以上所(suo)述僅為(wei)本(ben)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)新(xin)型的(de)(de)較佳實(shi)施例而已(yi)，并不用(yong)(yong)(yong)(yong)以限制(zhi)本(ben)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)新(xin)型，凡在本(ben)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)新(xin)型的(de)(de)精神和原則之內所(suo)作的(de)(de)任何修(xiu)改(gai)、等同替換(huan)和改(gai)進等，均應包(bao)含在本(ben)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)新(xin)型的(de)(de)保護范圍之內。