近年来,我国建筑领域发展很快,几乎整个中国成了一个大的建设工地。各种高楼大厦、铁路、公路、桥梁及大型水利工程等如雨后春笋拔地而起,发展之快,数量之巨,已经在世界排名中位于前列。随着工程建设规模越来越大,工程质量安全监测难度系数增加,质量与安全状况也越发突出,在很大程度上影响着社会的发展。但是就目前而言,传统建筑工程还是普遍存在许多问题,其中最突出的还是结构安全问题。
判断建筑结构物的安全状态,需要对结构物的垂直位移、沉降、倾斜等方面进行监测,如桥墩的沉降监测,虽然桥梁结构本是稳定牢固,但是在长期运营过程中由于反复遭受荷载作用,材料的疲劳与劣化,以及自然环境的侵蚀,桥梁也会发生微小的变化,一旦桥梁的变形量超出了限值,将影响变形体的正常状态,严重时将影响人身安全。
由于当前的沉降观测大多还是采用人工测量的方法,沿线定点设置标高尺,或是全站仪测量。测量时只能选择不行车的天窗时间,也无法做到实时测量和连续测量,这种测量方式效率低、精度差、人工和时间成本较高,故传统的人工监测手段已经很难满足当前快速发展的结构变形监测需求。相比之下,自动化监测系统在实时性和连续性等方面都有着较为明显的优势。
自动化监测技术利用的是物联网的感、传、知、用技术,可以对建筑物进行实时监测,实现网络信息化管理,方便运营管理者及时掌握结构物的安全运营状况和发展趋势,有效消除安全隐患。
就以目前常见的静力水准仪自动化监测系统而言。利用连通器原理测量两个或多个测点间的相对高度变化,计算出各测点的沉降量,使用RS485线缆接入物联网采集网关后,通过网关的3G/4G网络传到云平台软件,从而实现沉降自动化在线监测。
当然,静力水准仪在测量过程中也会受到一些外界因素的影响:比如测点温度不稳定或附近有大型机械作业或者大型车辆经过时,由于液体流动时存在惯性、粘滞性和管道存的摩擦阻力等因素,将极大的干扰静力水准仪测量精度,甚至导致数据严重出错。必须等到液面彻底平静时才能测量出精准的数据。
因此,动力水准仪在静力水准仪的基础上集成了压力、加速度、倾斜角度以及温度等多传感器,再内嵌特殊的动态滤波算法,能够有效避免传统静力水准仪在受到干扰时的数据波动影响,以获取高精度、高频率的竖向位移数据,保证在振动或运动环境中也能准确测量结构物的垂直沉降位移数据。
动力水准仪可以广泛用于桥梁动态扰度、列车经过时轨道的竖向位移变化、高压注浆时路基隆起、管廊架空施工时的扰度动态补偿等自动化测控项目中。
当前,自动化技术已逐步在建筑项目中得要应用,且颇有成效。未来将会有更多的自动化监测技术投入到建筑行业之中,从而进一步推进建筑领域的快速发展!