一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置论文和设计-林龙镔

全文摘要

本实用新型提出一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，包括位于检测光路上的激光发射器、激光遮挡板、激光接收器和与激光接收器相连的分析模块，激光发射器发出的激光经激光遮挡板板面透射后由激光接收器接收；激光遮挡板以透光材料成型；激光遮挡板以高支模支撑架立杆支撑使激光遮挡板板面呈竖立姿态并与检测光路相交；激光遮挡板板面沿竖向均匀密布有多根水平的挡光条纹；当高支模支撑架立杆的位置变化时使激光遮挡板的姿态或位置变化，使激光接收器接收的激光光强变化，分析模块根据接收激光光强变化来评估高支模支撑架立杆在检测光路处的水平位移测量值；本产品能高效地对混凝土浇筑施工的高支模支撑架立杆水平位移进行检测。

主设计要求

1.一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，其特征在于：所述监测装置包括位于检测光路上的激光发射器、激光遮挡板、激光接收器和与激光接收器相连的分析模块，激光发射器发出的激光经激光遮挡板板面透射后由激光接收器接收；所述激光遮挡板设有透光结构；所述激光遮挡板以高支模支撑架立杆支撑使激光遮挡板板面呈竖立姿态并与检测光路相交；激光遮挡板板面沿竖向均匀密布有多根水平的挡光条纹；当高支模支撑架立杆的位置变化时使激光遮挡板的姿态或位置变化，当激光遮挡板的姿态或位置变化时使激光接收器接收的激光光强变化，所述分析模块为根据激光接收器接收的激光光强变化来评估高支模支撑架立杆在检测光路处的水平位移测量值的分析模块。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，其特征在于：所述检测光路为直线光路。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，其特征在于：所述激光遮挡板在高支模支撑架立杆杆身处的固定位置为该高支模支撑架立杆的水平位移监测点。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，其特征在于：所述激光发射器、激光遮挡板、激光接收器、高支模支撑架立杆均位于混凝土浇筑施工现场处已完成施工的同一主体结构构件处。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，其特征在于：所述激光发射器、激光接收器的固定结构包括临时脚手架；所述水平位移监测点处设置两套监测装置；两套监测装置的检测光路在水平方向上相互垂直。

6.根据权利要求4所述的一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，其特征在于：所述监测装置还包括与分析模块相连的报警模块。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及工程施工技术领域，尤其是一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置。

背景技术

随着建筑技术的发展，在现浇混凝土结构的施工中广泛应用模板支撑架。在现浇混凝土结构的施工中，模板坍塌的工程事故常有发生。模板发生坍塌安全事故的主要原因是多方面的，如模板承载荷载过大、模板自身变形过大、模板支撑架立柱地基发生沉降等。由于以上原因诱发模板支撑架构件失效，发生局部坍塌或整体失稳，导致工程破坏和现场作业人员伤亡的恶性安全质量事故。随着社会经济的发展，科学技术的进步，建筑工程的规模、空间和体量呈现逐步增大的趋势，建筑物的平面、立面更加复杂多样，因此在需要对模板施工的安全管理提出更高的要求。

防治模板坍塌事故的主要手段是对模板在混凝土浇筑过程中的各种特征变形量进行监测。高支模支撑架立杆的水平位移是重要的监测参数之一。传统的测量方法有采用经纬仪观测法、垂球法、接触式位移计测量法等方法进行位移观测，该类方法均存在一些不足。例如：经纬仪观测法难于实时监测，受到视线通视、光线等因素的影响较大；垂球法的数据难于采集，受风荷载影响大；接触式位移计测量法在无固定参照点的位置则难于监测。针对以上传统方法的不足，本实用新型提出了一套基于激光技术的全新监测装置，能够较好地解决以上困难，实现实时、精确地监测立杆水平位移。

发明内容

本实用新型提出一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，能高效地对混凝土浇筑施工的高支模支撑架立杆水平位移进行检测。

本实用新型采用以下技术方案。

一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，所述监测装置包括位于检测光路上的激光发射器、激光遮挡板、激光接收器和与激光接收器相连的分析模块，激光发射器发出的激光经激光遮挡板板面透射后由激光接收器接收；所述激光遮挡板设有透光结构；所述激光遮挡板以高支模支撑架立杆支撑使激光遮挡板板面呈竖立姿态并与检测光路相交；激光遮挡板板面沿竖向均匀密布有多根水平的挡光条纹；当高支模支撑架立杆的位置变化时使激光遮挡板的姿态或位置变化，使激光接收器接收的激光光强变化，所述分析模块根据激光接收器接收的激光光强变化来评估高支模支撑架立杆在检测光路处的水平位移测量值。

所述检测光路为直线光路。

所述激光遮挡板在高支模支撑架立杆杆身处的固定位置为该高支模支撑架立杆的水平位移监测点。

所述激光发射器、激光遮挡板、激光接收器、高支模支撑架立杆均位于混凝土浇筑施工现场处已完成施工的同一主体结构构件处。

所述激光发射器、激光接收器的固定结构包括临时脚手架；所述水平位移监测点处设置两套监测装置；两套监测装置的检测光路在水平方向上相互垂直。

所述监测装置还包括与分析模块相连的报警模块；当分析模块评估的水平位移测量值超出预警阈值时，所述报警模块报警。

所述监测装置的布署方法包括以下步骤；

A1、在混凝土浇筑施工现场处，确定被监测的高支模支撑架立杆及该立杆杆身处的水平位移监测点位置；

A2、根据监测点标高确认一条水平线，通过该水平线确定激光发射器和激光接收器安装位的高度位置；

A3、在主体结构构件处的可用位置处固定激光发射器和激光接收器；所述可用位置优选为已经完成的主体结构构件；

A4、调整激光发射器发射方向，使激光能无遮挡地进入激光接收器；

A5、在立杆杆身的监测点位置，固定安装激光遮挡板，并确保激光发射器发射的激光能够打在激光遮挡板上；

A6、调试与激光接收器相连的分析模块，采集激光强度变化信号；使分析模块通过实时采集的激光强度信号估算立杆实时水平位移变形值，达到监测目的；

A7、在报警模块处设置预警阈值；

A8、在水平位移监测点处再搭建另一监测装置，并使两套监测装置的检测光路在水平方向上相互垂直，以对水平位移监测点在水平面内的X方向位移和Y方向位移进行分别监测。

与传统监测方法比较，本实用新型所述方案是一种基于光电技术的非接触式位移监测方案，具有响应速度快，适用于高频采集变形信息。该方法以监测激光光强变化为手段，实现了精确、实时、简便、高效地测量立杆的水平变形值的目的。

本实用新型针对市场上对高支模支撑架立杆传统监测方法的不足，提出了一套基于激光技术的全新监测装置，能够较好地解决传统方法的困难，实现实时、精确地监测立杆水平位移。通过本实用新型可较好地实现以下目的：

（1）基于光电技术的非接触式位移监测装置，响应速度快，适用于高频采集变形信息；

（2）以监测激光光强作为监测手段，激光位移监测可精确、实时、简便、高效地测量立杆的水平变形值。；

（3）对变形值设定预警值，当立杆变形达到预警值，及时预警，撤离作业人员，保障人员安全；

（4）为模板的整体稳定性提供保障。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：

附图1是本实用新型的正面示意图；

附图2是本实用新型的俯视向的两套监测装置分布示意图；

附图3是本实用新型的激光遮挡板的放大示意图；

图中：1-激光发射器；2-激光接收器；3-激光；4-激光遮挡板；5-高支模支撑架立杆；6-水平杆；7-挡光条纹；8-激光遮挡板的透光结构。

具体实施方式

如图1-3所示，一种基于激光的高支模支撑架立杆水平位移实时监测装置，所述监测装置包括位于检测光路上的激光发射器1、激光遮挡板4、激光接收器2和与激光接收器相连的分析模块，激光发射器发出的激光3经激光遮挡板板面透射后由激光接收器接收；所述激光遮挡板设有透光结构8；所述激光遮挡板以高支模支撑架立杆5支撑使激光遮挡板板面呈竖立姿态并与检测光路相交；激光遮挡板板面沿竖向均匀密布有多根水平的挡光条纹7；当高支模支撑架立杆的位置变化时使激光遮挡板的姿态或位置变化，使激光接收器接收的激光光强变化，所述分析模块根据激光接收器接收的激光光强变化来评估高支模支撑架立杆在检测光路处的水平位移测量值。