煤棚鋼結(jié)構(gòu)工程安全監(jiān)測方案

煤棚鋼結(jié)構(gòu)工程安全監(jiān)測方案

目錄

1緒論...................................................2

2監(jiān)測規(guī)劃................................................2

3監(jiān)測點(diǎn)布置方案.........................................5

4軟硬件系統(tǒng)..............................................8

4.2.1靜力水準(zhǔn)儀..........................................9

4.2.2單點(diǎn)變位計(jì).........................................12

4.2.3管內(nèi)固定式測斜探頭.................................16

4.2.4表貼式應(yīng)變計(jì).......................................17

4.2.5風(fēng)向風(fēng)速儀.........................................18

4.2.6綜合采集模塊.......................................19

4.2.7總線采集模塊.......................................19

4.2.8無線傳輸模塊.......................................20

4.2.9全密封標(biāo)配機(jī)箱.....................................21

1緒論

1.1運(yùn)營安全監(jiān)測的目的和必要性

為保證運(yùn)營期鋼結(jié)構(gòu)的各種工作狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)要求，評估設(shè)計(jì)的某些指標(biāo)是

否能夠完全滿足安全要求，有必要在運(yùn)營初期的一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，如竣工后3個(gè)日

歷年，重復(fù)歷經(jīng)3個(gè)春夏秋冬季節(jié)更替的各種作用，監(jiān)測在自然環(huán)境下結(jié)構(gòu)的應(yīng)

力和可能受到的損失等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，對設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證或者修正，建立完整的鋼

結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，對可能出現(xiàn)的不利后果，做出預(yù)警并及

時(shí)反饋給委托方、設(shè)計(jì)和相關(guān)部門，供有關(guān)部門決策參考。

2監(jiān)測規(guī)劃

2.1制定依據(jù)及參考文獻(xiàn)

1)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)

2)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)

3)《建筑工程施工過程結(jié)構(gòu)分析與監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(JGJ/T302—2013)

4)《施工圖紙》

5)《地上鋼結(jié)構(gòu)工程安裝方案》

6)《鋼結(jié)構(gòu)施工過程模擬過程計(jì)算》

7)《鋼結(jié)構(gòu)安裝專項(xiàng)方案》

8)《鋼結(jié)構(gòu)工程安全監(jiān)測項(xiàng)目》合同文件

9)《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8-2007)

10)《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)

11)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-2001)

2.2監(jiān)測部位

根據(jù)文件對以下部位進(jìn)行監(jiān)測:

項(xiàng)目序號測試內(nèi)容

1網(wǎng)架受力變形

2頂部橫斷面水平位移

變形

3基礎(chǔ)不均勻沉降

4基礎(chǔ)水平向位移

風(fēng)速風(fēng)向

風(fēng)力5雪荷載

2.3監(jiān)測內(nèi)容

運(yùn)營期監(jiān)測的主要內(nèi)容:

項(xiàng)目序號測試內(nèi)容

1網(wǎng)架受力變形

2頂部橫斷面水平位移

位移

3基礎(chǔ)不均勻沉降

4基礎(chǔ)水平向位移

風(fēng)力5風(fēng)速風(fēng)向

2.3.1網(wǎng)架受力變形

產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷或性能退化的因素有許多，如設(shè)計(jì)時(shí)復(fù)雜問題的簡化，工程質(zhì)

量控制不到位，部分設(shè)計(jì)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，強(qiáng)風(fēng)、火災(zāi)等突發(fā)性災(zāi)害的作用以

及惡劣環(huán)境的侵蝕等。若對結(jié)構(gòu)上存在的這些損傷或結(jié)構(gòu)性能退化不能及時(shí)了解

并解決，通過一段時(shí)間的積累必將大大縮短結(jié)構(gòu)的壽命甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的突發(fā)性災(zāi)

變。監(jiān)測結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的受力變形情況，能夠全方位的判定整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全級別。

2.3.2頂部橫斷面水平位移

為保證結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和使用性，監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)屋架重點(diǎn)受力區(qū)域；掌

握其各階段的安全狀況，通過對結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行檢查、評估或監(jiān)測，預(yù)測結(jié)構(gòu)的性

能變化和剩余壽命并做出維護(hù)決定。

2.3.3基礎(chǔ)不均勻沉降

測量結(jié)構(gòu)在受地理地質(zhì)等無法規(guī)避的因素影響下造成的結(jié)構(gòu)體的不均勻沉

降，能反映結(jié)構(gòu)在運(yùn)營中的整體安全性。

2.3.4基礎(chǔ)水平向位移

監(jiān)測結(jié)構(gòu)的承載基礎(chǔ)的深層水平位移變化，判定出可能帶給結(jié)構(gòu)體的影響，

保證安全的預(yù)見性。

2.3.5風(fēng)速風(fēng)向

由于結(jié)構(gòu)在一般情況下，除恒荷載外，受到風(fēng)荷載的作用最為頻繁。其它活

荷載如雪荷載、地震荷載等作用次數(shù)較少。統(tǒng)計(jì)風(fēng)速數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握結(jié)構(gòu)承受的

實(shí)際荷載，對后期診斷風(fēng)荷載對結(jié)構(gòu)的影響有重要的作用。

2.4監(jiān)測方案的制定原則

監(jiān)測過程經(jīng)歷的時(shí)間較長，現(xiàn)場和氣候條件復(fù)雜，影響因素多，工人的技術(shù)

水平和素質(zhì)參差不齊，竣工后運(yùn)營監(jiān)測的時(shí)間也較長（3個(gè)日歷年），監(jiān)測結(jié)果

受諸多因素的影響，因此，在制定本項(xiàng)目安全監(jiān)測方案時(shí)，整個(gè)監(jiān)測方案（傳感

器、實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份系

統(tǒng)、智能診斷與預(yù)警系統(tǒng)、相應(yīng)的軟件、供電、監(jiān)測部位、測點(diǎn)布置、監(jiān)測內(nèi)容、

監(jiān)測方法、工作流程等）應(yīng)遵循以下原則：

1）可靠耐久性：運(yùn)營階段的惡劣環(huán)境和較長時(shí)間的監(jiān)測，要求整個(gè)監(jiān)測系

統(tǒng)的軟硬件必須具有很好的可靠性和耐久性，因此選擇國內(nèi)外成熟的產(chǎn)品和技術(shù),

并根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況，進(jìn)行技術(shù)改造、升級和創(chuàng)新，達(dá)到可靠性和耐久性的

要求，以滿足監(jiān)測目標(biāo)和功能的實(shí)現(xiàn)。

2）科學(xué)性：監(jiān)測部位、測點(diǎn)布置、監(jiān)測內(nèi)容等的確定，必須具有代表性，

監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠反映結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的全貌，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果可以對結(jié)構(gòu)的力學(xué)狀態(tài)和

安全性進(jìn)行定性和定量的判斷。

3）可操作性和易維護(hù)性：整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)易于操作和維護(hù)，使現(xiàn)場工作人

員容易掌握，避免因復(fù)雜操作帶來困難和失誤。大部分部件具有可維修和方便更

換的特點(diǎn)，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、真實(shí)和可信。

4）經(jīng)濟(jì)性：所確定的整個(gè)監(jiān)測方案，既能代表當(dāng)前國內(nèi)外技術(shù)的發(fā)展水平，

也能完全滿足本項(xiàng)目安全監(jiān)測的性能要求，又不能太昂貴。盡量節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本,

最大限度地滿足監(jiān)測的性能要求。

2.5監(jiān)測系統(tǒng)組成及功能

監(jiān)測系統(tǒng)由以下五個(gè)子系統(tǒng)組成：傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)、

數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析與管理子系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)預(yù)警與評估子系統(tǒng)。

詳見軟硬件系統(tǒng)介紹。

3監(jiān)測點(diǎn)布置方案

所有安全監(jiān)測的監(jiān)測點(diǎn)選取均是在原施工監(jiān)測點(diǎn)中選取，以便保證所監(jiān)測點(diǎn)

的數(shù)據(jù)具有前后有連貫性和對比性。

3.1網(wǎng)架受力變形監(jiān)測

布網(wǎng)和變形是緊密聯(lián)系在一起的，在網(wǎng)架上布設(shè)網(wǎng)點(diǎn)時(shí)，結(jié)合變形點(diǎn)的位置

來確定網(wǎng)點(diǎn)的位置，應(yīng)當(dāng)盡可能布設(shè)于穩(wěn)定且便于監(jiān)測的位置。在煤倉網(wǎng)架1

的頂部中間左側(cè)均等二等分選取2個(gè)斷面，在煤倉網(wǎng)架2的頂部中間右側(cè)均等二

等分選取2個(gè)斷面。在網(wǎng)架1和網(wǎng)架2的斷面1拱形頂部中間左側(cè)均等分布3

套布點(diǎn)位置，每套布點(diǎn)設(shè)12個(gè)測點(diǎn)分別對上懸桿、下懸桿、腹桿的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)

測，在網(wǎng)架1和網(wǎng)架2的斷面2拱形頂部中間右側(cè)均等分布3套布點(diǎn)位置，每套

布點(diǎn)設(shè)12個(gè)測點(diǎn)分別對上懸桿、下懸桿、腹桿的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測。共計(jì)安裝4個(gè)

斷面，每個(gè)斷面采集3套應(yīng)力變化數(shù)據(jù)，每套布設(shè)12個(gè)測點(diǎn)，總計(jì)設(shè)備個(gè)數(shù)為

144個(gè)。

3.2頂部橫斷面水平位移監(jiān)測

在煤倉網(wǎng)架1的頂部中間位置安裝1個(gè)單點(diǎn)變位計(jì)，同理，在煤倉網(wǎng)架2

的頂部中間位置安裝1個(gè)單點(diǎn)變位計(jì)。共計(jì)2個(gè)單點(diǎn)變位計(jì)。

3.3基礎(chǔ)不均勻沉降

水準(zhǔn)基點(diǎn)的布設(shè):水準(zhǔn)基點(diǎn)作為垂直位移觀測的基準(zhǔn)，可設(shè)在穩(wěn)固的基巖（基

礎(chǔ)部位）上（例如選擇在伸縮縫位置處），布設(shè)1個(gè)以便于對水準(zhǔn)基點(diǎn)的校核。

沉降監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)：結(jié)合周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境，獨(dú)立的支護(hù)墩由鋼結(jié)構(gòu)和混凝

土凝結(jié)成一體，因此在煤倉網(wǎng)架1的整體支護(hù)墩的中部左側(cè)均等分布設(shè)2個(gè)監(jiān)測

位置，在煤倉網(wǎng)架2的整體支護(hù)墩的中部右側(cè)均等分布設(shè)2個(gè)監(jiān)測位置在觀測點(diǎn)

應(yīng)當(dāng)埋設(shè)穩(wěn)固，點(diǎn)的高度及朝向便于觀測。共計(jì)需安裝4個(gè)觀測點(diǎn)和1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。

3.4基礎(chǔ)水平向位移

依據(jù)實(shí)際網(wǎng)架的受力情況，在受力較大的桿件進(jìn)行監(jiān)測軸力，在煤倉網(wǎng)架1

中部位置的網(wǎng)架基部外端橫斷面位置布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)2個(gè)，安裝2個(gè)管內(nèi)固定式測斜

探頭，同理，在煤倉網(wǎng)架2中部位置的網(wǎng)架基部外端橫斷面位置布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)2

個(gè)，共四個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，共8個(gè)探頭。

3.5風(fēng)速風(fēng)向

在煤倉網(wǎng)架1或2的頂部位置選擇安裝一個(gè)風(fēng)速風(fēng)向儀，來測量煤倉網(wǎng)架的

風(fēng)速風(fēng)向。

3.6布點(diǎn)圖

整體布點(diǎn)圖:

網(wǎng)架1網(wǎng)架2

煤倉網(wǎng)架受力變形監(jiān)測斷面布點(diǎn)圖:

應(yīng)力應(yīng)變

煤倉網(wǎng)架受力變形監(jiān)測布點(diǎn)圖:

煤倉網(wǎng)架基礎(chǔ)水平向位移布點(diǎn)圖:

測斜探頭

3.7各類監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

各類監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)量統(tǒng)計(jì)見表。

各類監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量表

測試內(nèi)容產(chǎn)品名稱產(chǎn)品型號總數(shù)量

網(wǎng)架受力變形表貼式應(yīng)變計(jì)JMZX-212HAT144

頂部橫斷面水平位移單點(diǎn)變位計(jì)JMDL-4620A2

基礎(chǔ)不均勻沉降靜力水準(zhǔn)儀JMYC-6205AD5

基礎(chǔ)水平向位移管內(nèi)固定式測斜探頭JMQJ-7415AD8

風(fēng)速風(fēng)向單通道風(fēng)速風(fēng)向采集模塊JMZX-1I1

4軟硬件系統(tǒng)

4.1硬件及軟件的選用原則

運(yùn)營監(jiān)測所需的主要硬件及軟件分別如表所示，部分設(shè)備及軟件可以與長期

運(yùn)營監(jiān)測系統(tǒng)共用。硬件選用的基本原則是：

(1)功能要求：設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)該滿足監(jiān)測所需。儀器的測量范圍應(yīng)該

可以覆蓋參數(shù)的變化范圍，并有一定的冗余；儀器的精度及分辨率要足夠高，使

得監(jiān)測對象的測量值足夠精確并有足夠高的信噪比;

（2）可靠耐用：設(shè)備應(yīng)具備很好的穩(wěn)定性和可靠性。由于監(jiān)測時(shí)間較長，

在整個(gè)期間儀器要保持良好的工作性能。

（3）可操作性：監(jiān)測系統(tǒng)的安裝及運(yùn)行應(yīng)盡量避免影響結(jié)構(gòu)運(yùn)營。由于監(jiān)

測系統(tǒng)的安裝必須借助于結(jié)構(gòu)運(yùn)營的系統(tǒng)才能完成。因此傳感器系統(tǒng)的布置要合

理可行。另一個(gè)方面，實(shí)際的運(yùn)營環(huán)境可能會(huì)損害硬件（特別是數(shù)據(jù)傳輸電纜）

的正常運(yùn)行。因此傳輸系統(tǒng)采用無線傳輸?shù)姆绞??；谏鲜鲆蟛㈩櫦暗浇?jīng)濟(jì)性,

運(yùn)營監(jiān)測系統(tǒng)所需硬件應(yīng)該選用具備國內(nèi)領(lǐng)先水平的合格產(chǎn)品。

4.2硬件系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測硬件系統(tǒng)由傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理

與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析與管理子系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)預(yù)警與評估子系統(tǒng)構(gòu)成。硬件系統(tǒng)

主要硬件設(shè)備清單如下表所示：

主要硬件設(shè)備清單

項(xiàng)目序號測試內(nèi)容產(chǎn)品名稱產(chǎn)品型號

1網(wǎng)架受力變形靜力水準(zhǔn)儀JMYC-6205AD

2頂部橫斷面水平位移單點(diǎn)變位計(jì)JMDL-4620A

位移

3基礎(chǔ)不均勻沉降靜力水準(zhǔn)儀JMYC-6205AD

4基礎(chǔ)水平向位移管內(nèi)固定式測斜探頭JMQJ-7415AD

應(yīng)力5桿件應(yīng)力表貼式應(yīng)變計(jì)JMZX-212HAT

4.2.1靜力水準(zhǔn)儀

?產(chǎn)品概述

壓差式靜力水準(zhǔn)儀是本公司推出的一款高精度的壓差式靜力水準(zhǔn)傳感器，相

比傳統(tǒng)的靜力水準(zhǔn)儀，該產(chǎn)品采用進(jìn)口元件和工業(yè)化設(shè)計(jì)，具有體積小、響應(yīng)速

度快和長期穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。多個(gè)傳感器通過水管連接,組成靜力水準(zhǔn)測試系統(tǒng),

廣泛應(yīng)用于路面線形沉降和剖面沉降、大壩線形沉降以及橋梁撓度的精密測量。

?工作原理

壓差式靜力水準(zhǔn)儀

?傳感器原理:

傳感器將壓力敏感元件安裝在不銹鋼腔體內(nèi)，壓力敏感元件采用單晶硅片上

擴(kuò)散一個(gè)惠斯通電橋，被測介質(zhì)（氣體或液體）施壓使橋壁電阻值發(fā)生變化（壓

阻效應(yīng)），產(chǎn)生一個(gè)差動(dòng)電壓信號。此信號經(jīng)專用放大器，將量程相對應(yīng)的信號

轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)模擬信號輸出。

?系統(tǒng)原理：

壓差式靜力水準(zhǔn)儀測試系統(tǒng)由多個(gè)安裝在不同測點(diǎn)的壓差式靜力水準(zhǔn)儀組

成，其中一個(gè)安裝在不動(dòng)點(diǎn)作為參考點(diǎn)。通過連通水管將每個(gè)傳感器連接。整個(gè)

系統(tǒng)灌滿水，系統(tǒng)兩端配備水箱，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過測量測點(diǎn)傳感器與參

考點(diǎn)傳感器之間的壓力差值，計(jì)算相對參考點(diǎn)的位移變化。系統(tǒng)采用測試壓力變

化的方法，相比傳統(tǒng)液位測量，響應(yīng)速度更快，系統(tǒng)體積更小，使用更方便。

水箱水箱

主管

V-壓差傳感器=_壓差傳感器=_壓差傳感器U

系統(tǒng)示意圖

壓差式靜力水準(zhǔn)儀是本公司推出的一款高精度的壓差式靜力水準(zhǔn)傳感器，相

比傳統(tǒng)的靜力水準(zhǔn)儀，該產(chǎn)品采用進(jìn)口元件和工業(yè)化設(shè)計(jì)，具有體積小、響應(yīng)速

度快和長期穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。多個(gè)傳感器通過水管連接,組成靜力水準(zhǔn)測試系統(tǒng)，

廣泛應(yīng)用于路面線形沉降和剖面沉降、大壩線形沉降以及橋梁撓度的精密測量。

?產(chǎn)品安裝：

1：測點(diǎn)和線路布置方案，

根據(jù)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場的實(shí)際情況設(shè)計(jì)測點(diǎn)和線路布置的方案，參考點(diǎn)的選取尤為

重要，原則上選擇

穩(wěn)定不變的結(jié)構(gòu)點(diǎn)布置。

2：安裝工具和部件準(zhǔn)備。

純凈水、防凍液、水管、傳感器、安裝配件、萬用表、扳手、水泵、電源

模塊、筆記本等。

3：傳感器安裝

為確保傳感器的變化在量程范圍內(nèi)，保證所有傳感器基本安裝在同一水平面

上。

①將傳感器自由在參考點(diǎn)和各個(gè)測點(diǎn)，通過水管連接成系統(tǒng)，系統(tǒng)兩端與大

氣連通。系統(tǒng)一端注水，另一端接一大水箱，水箱高度應(yīng)比所有的測點(diǎn)和參考點(diǎn)

的位置略高（注意考慮測點(diǎn)的位移變化，液位高不能超過傳感器量程）。

②從系統(tǒng)的一端通過抽水水泵往系統(tǒng)內(nèi)注水，注水直至系統(tǒng)另一頭出水，停

止注水。

③按水管接的順序依次搖晃傳感器將氣泡往后排（搖晃傳感器時(shí)開水泵注水）,

直至將所有氣泡排出，同時(shí)沿線檢查是否有漏水點(diǎn)。

④確保整個(gè)系統(tǒng)灌滿水后，固定注水端的注水管與水箱連接，水箱注滿水。

⑤確定測點(diǎn)傳感器安裝的高度，根據(jù)測點(diǎn)的結(jié)構(gòu)選用

支撐板的安裝方式。鋼結(jié)構(gòu)可采用焊接方式?；炷两Y(jié)構(gòu)

采用膨脹螺栓固定方式。兩者均通過調(diào)節(jié)在通絲螺桿的位

置調(diào)整傳感器至合適的高度，擰緊固定，如圖所示。

⑥連接傳感器至采集模塊，根據(jù)設(shè)計(jì)方案布置通訊設(shè)備和線路。系統(tǒng)設(shè)備、

水管、導(dǎo)線等做好防護(hù)和標(biāo)識(shí)，防止現(xiàn)場工作破換系統(tǒng)。注意水管和導(dǎo)線不能

拉扯過緊，需考慮測點(diǎn)的位移變化情況留有余量。

4.2.2單點(diǎn)變位計(jì)

JMDL-46XX系列單點(diǎn)變位計(jì)用于觀測兩觀測點(diǎn)軸向的位移。

服點(diǎn)變位計(jì)

?特點(diǎn)

1）采用電感調(diào)頻原理設(shè)計(jì)制造，具有高靈敏度、高精度、高穩(wěn)定性、溫度

影響小的優(yōu)點(diǎn)，適用于長期觀測。

2）位移計(jì)內(nèi)置存貯芯片，具有智能記憶功能，出廠時(shí)已將傳感器型號、編

號、標(biāo)定系數(shù)等參數(shù)永久存貯在傳感器內(nèi)，并可保存600次您所需要的測量結(jié)果,

含測量時(shí)間、測點(diǎn)溫度（溫度型）、絕對位移值、相對位移值、零點(diǎn)值等。

3）采用全數(shù)字檢測，信號長距離傳輸不失真，抗干擾能力強(qiáng)。

4）絕緣性能良好，防水耐用。

5）配備本公司振弦測試儀即可直接顯示位移值，測量直觀、簡便、快捷。

6）配本公司生產(chǎn)的自動(dòng)綜合測試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無人職守測量或進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

7）安裝方便，錨固簡單

?構(gòu)造

單點(diǎn)變位計(jì)是由傳感器、傳遞桿、傳遞桿保護(hù)管、錨固頭等部分組成的。組

成圖見下圖：錨固頭錨固采用灌水泥漿錨固方式，傳感器采用并聯(lián)連接方式，傳

遞桿采用①8不銹鋼管（桿）。

?性能指標(biāo)

品名型號特點(diǎn)量程靈敏度

JMDL-4610A智能記憶型100mm0.01mm

智能數(shù)碼

JMDL-4620A智能記憶型200mm0.05mm

位移傳感器

JMDL-4640A智能記憶型400mm0.1mm

?儀器埋設(shè)安裝

＞安裝前儀器試驗(yàn)

在安裝之前，需要對傳感器進(jìn)行檢查，以確定其完好無損。其電纜連接方法

見說明書中的電纜連接。

＞鉆孔軸向位移測量

造孔

（1）在預(yù)定部位，按設(shè)計(jì)要求的孔徑、孔向和孔深鉆孔。鉆孔軸線彎曲度

應(yīng)不大于鉆孔半徑，以避免傳遞桿（絲）過度彎曲，影響傳遞效果?？紫蚱顟?yīng)

小于3°,孔口應(yīng)保持穩(wěn)定平整。

鉆孔結(jié)束后應(yīng)把孔沖洗干凈，并檢查孔的通暢情況。

儀器組裝及安裝準(zhǔn)備

按照設(shè)計(jì)的測點(diǎn)深度，將錨頭、位移傳遞桿和護(hù)管與傳感器嚴(yán)格按本使用說

明書進(jìn)行組裝。傳遞桿采用螺栓連接，連接一定要牢固，可用防松膠鎖固。其傳

遞系統(tǒng)的桿件護(hù)管應(yīng)膠接密封。組裝好后，運(yùn)往埋設(shè)現(xiàn)場，調(diào)好傳感器工作點(diǎn)（一

般調(diào)至滿量程的70%左右）。

埋設(shè)在拱部上斜或上垂孔內(nèi)的位移計(jì)，要充分估計(jì)儀器安裝埋設(shè)時(shí)孔口承受的荷

載（儀器自重和灌漿壓力）。若孔口巖面較好，可用錨栓和鋼筋作擔(dān)梁支撐；巖

面差的孔口需專門搭設(shè)構(gòu)架作孔口支撐，直至鉆孔注漿固化后方能將構(gòu)架拆除。

儀器安裝

⑴在現(xiàn)場組裝的位移計(jì)，經(jīng)檢測合格后，送入孔內(nèi)，安裝運(yùn)輸時(shí)，支撐點(diǎn)

間距應(yīng)不小于2m,曲率半徑不得小于5m,入孔速度應(yīng)緩慢。

⑵傳遞桿入孔后，固定安裝基座，并使其與孔口平齊，水平和上仰孔孔口，

插入孔口灌漿管之后，用水泥砂漿密封孔口。

⑶孔口水泥砂漿固化后，若檢測正常，開始封孔灌漿。漿液灰砂比為1:1,

水灰比為0.38?0.4。上仰孔灌至不進(jìn)漿后，繼續(xù)灌10分鐘后閉漿，確保最深測

點(diǎn)錨頭處漿液飽滿。灌漿結(jié)束，應(yīng)進(jìn)行檢測。

（5）安裝完畢，可以測儀器初值。測初始讀數(shù)，每隔30分鐘測一次，以連續(xù)

三次所讀數(shù)值差小于1%F-S的平均值作為觀測基準(zhǔn)值。

＞邊坡滑動(dòng)位移測量

固定羊角叉

在預(yù)定部位，將羊角叉插入泥土，確保測量過程中不出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。

儀器組裝及安裝準(zhǔn)備

按照設(shè)計(jì)的測點(diǎn)標(biāo)距，將錨頭、位移傳遞桿和護(hù)管與傳感器嚴(yán)格按本使用說

明書進(jìn)行組裝。傳遞桿采用螺栓連接，連接一定要牢固，可用防松膠鎖固。其傳

遞系統(tǒng)的桿件護(hù)管應(yīng)膠接密封。組裝好后，運(yùn)往埋設(shè)現(xiàn)場，調(diào)好傳感器工作點(diǎn)（一

般調(diào)至滿量程的70%左右）。

儀器安裝

⑴在現(xiàn)場組裝的位移計(jì)，經(jīng)檢測合格后，將安裝座的孔套入羊角叉，用螺

母鎖緊。

⑵位移傳遞桿需用泥沙蓋住，進(jìn)行保護(hù)，防止出現(xiàn)損壞情況。

⑶安裝完畢，可以測儀器初值。測初始讀數(shù)，每隔30分鐘測一次，以連續(xù)

三次所讀數(shù)值差小于1%F-S的平均值作為觀測基準(zhǔn)值。

＞連接和集線箱

（1）直接連接：振弦檢測儀配備傳感器連接插口（D9）,對于配備插頭的位移

計(jì)可直接插入儀表進(jìn)行測量。注：位移計(jì)可焊接DB-9插頭，連接方法為1紅線，

2黃線，3蘭線，4綠線。（數(shù)字對應(yīng)DB-9插頭上標(biāo)識(shí)的數(shù)字）

（2）夾線連接：振弦檢測儀配備連接線，可將連接線與位移計(jì)用夾子將顏色相

同的線一一對應(yīng)連接。（1紅線-紅線、2黃線-黃線、3蘭線-蘭線、4綠線-綠線）

（3）與集線箱連接：將位移計(jì)四根導(dǎo)線對應(yīng)連接于集線箱的輸入端，連接方法

為：A-紅線、B-黃線、C-蘭線、D-綠線。

4.2.3管內(nèi)固定式測斜探頭

云平臺(tái)

總線采集模塊

管?內(nèi)固定式制斜探頭

?JMQJ-7415型管內(nèi)固定式測斜探頭（帶滑輪），是本公司使用微電子機(jī)械系

統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)的雙軸傾角傳感器作為敏感元件，結(jié)合智能芯片技術(shù)生產(chǎn)的一種

固定式測量傾角的儀器。用以觀測橋梁、建筑、鐵路等結(jié)構(gòu)相對于水平的雙

軸傾斜角度，適用于常規(guī)大地測量方式難以觀測到的隱蔽部位的變形量，配

合自動(dòng)化系統(tǒng)可進(jìn)行長期測試。

?固定式測斜儀內(nèi)部由角度敏感元件（雙軸傾角傳感器），以及智能電子芯片

組成，由一個(gè)直徑為70mm高度為35mm的金屬圓筒封裝，安置在一塊厚

5mm的長方形金屬板之上。外部是一根四芯屏蔽線引出，其中紅線為電源正

極線，黃線為電源負(fù)極線；蘭線為通訊線A極，綠線為通訊線B極。

?通常在安裝固定式測斜儀還需要安裝附件，如三角支架、水平托尺等。這些

要根據(jù)現(xiàn)場情況合理配置。

?如右圖所示，固定式測斜儀（帶滑輪）

安裝在測斜管中，當(dāng)測斜管發(fā)生變形,

測斜儀可以測量測斜管垂直方向相對

于重力軸線的傾角，使用安裝位置的幾

何尺寸，就可以計(jì)算出測斜管的水平方

向的變形，從而達(dá)到測量埋設(shè)有測斜管

的結(jié)構(gòu)體的水平位移的目的。

?同理固定式測斜也可以安裝到其他結(jié)

構(gòu)體上，通過測量結(jié)構(gòu)傾角的變化了解

結(jié)構(gòu)的變形。

固定式測斜儀可以通過兩種方式測量：電腦直接測量，將12V直流電源正極

接到測斜儀紅線，負(fù)極接到黃線；從電腦接出的RS485轉(zhuǎn)換器A+接到測斜儀蘭

線，B-接到綠線。在電腦中使用本公司的軟件就可以測試；總線采集模塊自動(dòng)化

測量，將固定式測斜儀的紅、黃線接到模塊的電源輸出端，蘭、綠線接到模塊的

RS485輸出端。模塊的電源輸入端接12V直流電源，RS485輸入端可直接連接電

腦接出的RS485轉(zhuǎn)換器，或其他端口（如無線通訊模塊等），使用電腦控制軟件

可直接測試測斜儀，或設(shè)置總線采集模塊實(shí)現(xiàn)無人職守自動(dòng)測試。

?固定式測斜儀（帶滑輪）安裝，是直接下到測斜管中，儀器通過有可轉(zhuǎn)向的

連接頭，與加長桿相連，布置于測斜管的不同區(qū)域，測量該處的傾斜。

4.2.4表貼式應(yīng)變計(jì)

應(yīng)力是反映結(jié)構(gòu)是否安全的最直接指標(biāo)，尤其是關(guān)鍵部位桿件或節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力。

因此，根據(jù)運(yùn)營過程鋼結(jié)構(gòu)性能仿真計(jì)算結(jié)果和設(shè)計(jì)要求，選取內(nèi)力較大的位置

進(jìn)行監(jiān)測，如單層球殼應(yīng)力較大位置、曲面網(wǎng)架及其下部支撐彩帶等重點(diǎn)部位進(jìn)

行監(jiān)測，考察作業(yè)過程形成的應(yīng)力對結(jié)構(gòu)安裝完成時(shí)應(yīng)力的影響以及結(jié)構(gòu)正常使

用的運(yùn)營狀態(tài)應(yīng)力水平，以判斷結(jié)構(gòu)的安全度。

應(yīng)力監(jiān)測擬選用長沙金碼生產(chǎn)的智能記憶型振弦式應(yīng)變計(jì)JMZX-21HAT,

如圖所示。

振弦應(yīng)變傳感器

考慮到布線需簡單易行，且容易維護(hù)，因此采用平面布線原則，同一個(gè)環(huán)面

的測點(diǎn)通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集儀相連。數(shù)據(jù)采集儀連接一個(gè)數(shù)傳電臺(tái)，信號由無線

發(fā)射器發(fā)射并傳輸?shù)娇刂浦行倪M(jìn)行處理和分析。

4.2.5風(fēng)向風(fēng)速儀

用途：結(jié)構(gòu)在一般情況下，除恒荷載外，受到風(fēng)荷載的作用最為頻繁。統(tǒng)計(jì)

風(fēng)速數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握結(jié)構(gòu)承受的實(shí)際荷載，對后期診斷風(fēng)荷載對結(jié)構(gòu)的影響有重

要的作用。JMZX口單通道風(fēng)速風(fēng)向采集模塊能測量風(fēng)速和風(fēng)向，并將測量的數(shù)

據(jù)存儲(chǔ)。對于自動(dòng)測試布線困難復(fù)雜，需長期監(jiān)測的應(yīng)用場合，是一種理想選擇。

該傳感器的參數(shù)指標(biāo)：

量程：l-40m/s和0-360°：0.lm/s和2°

內(nèi)置智能芯片數(shù)字輸出機(jī)械式測量原理穩(wěn)定性好抗干擾能力強(qiáng)

4.2.6綜合采集模塊

JMZX-8A>JMZX-16A.JMZX-32A是本公司生產(chǎn)的一種全自動(dòng)無人值守的弦式

傳感器數(shù)據(jù)采集模塊，分別可接8支、16支、32支智能或非智能型弦式傳感器

（應(yīng)變計(jì)、應(yīng)力計(jì)、壓力盒、滲壓計(jì)、溫度計(jì)、位移計(jì)）等，可廣泛應(yīng)用于橋梁、

建筑、鐵路、大壩、實(shí)驗(yàn)室等工程領(lǐng)域的全自動(dòng)檢測。

?接線柱

儀器接線柱分前后面板，儀器前面板為傳感器輸入口，每支傳感器占4個(gè)接

線柱，分兩排連接（JMZX-8只有一排），其中下排接振弦連接線（標(biāo)注A、B）,

上排接溫度電阻連接線（標(biāo)注C、D）,儀器后面板上有四個(gè)接線柱，其中兩個(gè)

接直流電源（12V）；兩個(gè)接總線（RS485）。

?自檢

儀器后面板上有一個(gè)按鈕及一個(gè)指示燈，按一下按鈕，指示燈亮，則儀器工

作正常，如指示燈不亮，應(yīng)先檢查電源是否正常（9V以上）；如果電源正常則

可能儀器存在故障，請送廠家修理。此外，儀器在向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)指示燈也會(huì)

亮，表明儀器正在工作。

?測量

本儀器測量及參數(shù)設(shè)置均需通過計(jì)算機(jī)及相應(yīng)程序操作。

4.2.7總線采集模塊

JMJK-II型總線控制模塊是一種采集總線型傳感器或總線型設(shè)備的自動(dòng)化

采集模塊，完成總線型設(shè)備的的自動(dòng)化測量。配接的主要設(shè)備有位移計(jì)、測縫計(jì)、

量水堰儀、靜力水準(zhǔn)儀、引張線儀、索力拾振模塊等總線型傳感器及設(shè)備。

本模塊據(jù)內(nèi)置微控制系統(tǒng)，具有自動(dòng)識(shí)別本公司傳感器的類型、根據(jù)不同類

型對傳感器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)傳感器零點(diǎn)、讀取傳感器編號等功能。同

時(shí)，模塊內(nèi)置時(shí)鐘及存儲(chǔ)芯片，可用上位機(jī)軟件對模塊進(jìn)行自動(dòng)測量設(shè)置，模塊

根據(jù)所設(shè)參數(shù)自動(dòng)采集傳感器數(shù)據(jù)并保存于模塊內(nèi)。

一、主要性能指標(biāo)

1、輸出接口RS485總線

2,電源：輸入：12VDC±20%

輸出:12VDC±20%

3、待機(jī)功耗：無線：30mA

有線：2mA

4,自動(dòng)測量時(shí)間間隔：最小10分鐘

5、存貯容量：85000條記錄

6、采集速率：1秒/點(diǎn)

7、使用環(huán)境：-20℃?70℃

二、接口定義

1、輸入12V：外部電源輸入端口。+與外部12V+聯(lián)接，-與外部12V-聯(lián)接。

2,輸出12V：模塊輸出電源接口，與傳感器連接，給傳感器供電。+與傳

感器紅色線（電源+）連接，-與傳感器黃色線（電源-）連接。

3,輸入RS485：模塊與上位機(jī)通訊端口。+與RS485+連接，-與RS485-接

連。

4、輸出RS485：模塊與傳感器通訊端口。+與傳感器藍(lán)色線（通訊+）連接，

-與傳感器綠色線（通訊-）連接。

4.2.8無線傳輸模塊

JMTX-2014無線傳輸模塊，將通訊模塊的輸入和采集模塊的信號連接，通過

安裝在模塊內(nèi)的手機(jī)卡，利用測試軟件,將模塊采集到的數(shù)據(jù)，傳輸?shù)街付娔X，

實(shí)現(xiàn)無線自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測。

4.2.9全密封標(biāo)配機(jī)箱

?無線遙測：配備無線收發(fā)儀與電腦連接后組成無線遙測系統(tǒng)。無線收發(fā)儀負(fù)

責(zé)電腦與采集單元之間的無線數(shù)據(jù)通訊與管理，無線收發(fā)儀可脫機(jī)操作，當(dāng)

無線數(shù)據(jù)傳輸距離太遠(yuǎn)或信號不好時(shí)可以移動(dòng)收發(fā)儀至現(xiàn)場下載數(shù)據(jù)，然后

上傳至辦公室電腦。

?功能強(qiáng)大的采集模塊：采集模塊是本系統(tǒng)的二次儀表，接受主機(jī)下達(dá)的命令,

完成各類傳感器的信號采集和與電腦的無線或有線數(shù)據(jù)傳送，采集單元的任

意通道均可配接弦式應(yīng)變計(jì)、鋼筋應(yīng)力計(jì)、壓力盒、錨索計(jì)、荷載傳感器、

滲壓計(jì)等鋼弦傳感器，電感調(diào)頻類的柔性位移傳感器、位移計(jì)、測縫計(jì)及電

壓輸出型的半導(dǎo)體溫度傳感器。對于智能型的傳感器還可自動(dòng)識(shí)別各通道所

接傳感器的型號，編號，顯示相對應(yīng)的物理量（應(yīng)變，應(yīng)力，壓力，拉力、

位移、溫度等）。采集模塊可完全獨(dú)立工作，內(nèi)部時(shí)鐘控制電路可依據(jù)設(shè)置

好的狀態(tài)參數(shù)定時(shí)測量，并將定時(shí)巡檢的數(shù)據(jù)存貯在采集單元內(nèi)部的電子硬

盤中，當(dāng)接收到上位機(jī)下達(dá)的命令后將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，沒有條件組成自

動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)也可用手提電腦到各采集模塊點(diǎn)下載定時(shí)測量的數(shù)據(jù)，從而

完成長期無人值守的監(jiān)測。采集單元交、直流電源兩用，當(dāng)沒有交流電時(shí)（或

外置蓄電池電容量不夠時(shí)），內(nèi)置的可充電電池仍可維持3~7天定時(shí)測量

并將定時(shí)測量的數(shù)據(jù)存貯在內(nèi)部電子硬盤中，保證數(shù)據(jù)連續(xù)且不丟失。

?該系統(tǒng)可任意配接多個(gè)采集模塊。由采集單元編號地址控制，最小系統(tǒng)8通

道，最大系統(tǒng)16384通道。

?可任意實(shí)時(shí)叫點(diǎn)測量，也可任意設(shè)定自動(dòng)巡檢的間隔時(shí)間（10分鐘?10000

分鐘），或按日程設(shè)定每天定時(shí)測量的時(shí)間。

?每個(gè)采集單元可獨(dú)立存貯85000點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)，每點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)包括傳感器

編號（只限智能型傳感器）、通道號、測量時(shí)間、物理量和溫度值等。

?系統(tǒng)故障自診斷，保障系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的可靠性且方便維護(hù)。

?無線載波傳輸距離開擴(kuò)地5?30km,手機(jī)模塊為全國移動(dòng)信號覆蓋區(qū)。

?上位機(jī)與系統(tǒng)軟件是整個(gè)系統(tǒng)的指揮系統(tǒng)，完成系統(tǒng)管理、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、

系統(tǒng)指令的下達(dá)與數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、定時(shí)測量數(shù)據(jù)的上載傳輸、數(shù)據(jù)分析與處

理、數(shù)據(jù)庫管理、顯示或打印數(shù)據(jù)報(bào)表、繪制各參數(shù)變量隨時(shí)間的走勢圖等，

也可依據(jù)用戶要求繪制布點(diǎn)圖及各類功能遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測管理軟件等。

系統(tǒng)有5種數(shù)據(jù)傳輸方式可供選擇：①485總線；②移動(dòng)（或聯(lián)通）無線數(shù)

據(jù)點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸功能；③移動(dòng)GPRS（或聯(lián)通CDMA）無線數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)；④光纖；

⑤混合型傳輸（以上4種方式的任何組合傳輸方式，例如在無手機(jī)信號區(qū)域采用

有線傳輸，后進(jìn)入移動(dòng)網(wǎng)傳輸），這樣極大的提高了系統(tǒng)的靈活性。

計(jì)算機(jī)作為自動(dòng)化測量系統(tǒng)的上位機(jī)，與系統(tǒng)軟件組成監(jiān)測指揮系統(tǒng)，通過

不同的數(shù)據(jù)傳輸方式與各采集模塊（MCU）聯(lián)系，完成系統(tǒng)管理、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、

指定系統(tǒng)的指令下達(dá)與數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、定時(shí)測量數(shù)據(jù)的上載傳輸、數(shù)據(jù)分析與處

理、數(shù)據(jù)庫管理、顯示或打印數(shù)據(jù)報(bào)表、繪制各參數(shù)變量隨時(shí)間的走勢圖、數(shù)據(jù)

存儲(chǔ)等?？蓮V泛應(yīng)用于橋梁、建筑、鐵路、大壩、實(shí)驗(yàn)室等工程領(lǐng)域長期無人值

守測量，特別適用于高空、高危、環(huán)境惡劣的場所。

4.3軟件系統(tǒng)

封閉煤倉安全監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)是基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、GIS等技術(shù)，以

GPRS/3G/電臺(tái)/Zigbee/北斗為通信手段，融合千尋定位、多種監(jiān)測傳感器（變位

計(jì)、靜力水準(zhǔn)儀、固定測斜探頭、風(fēng)速風(fēng)向計(jì)、應(yīng)變計(jì)等），用于現(xiàn)場煤倉結(jié)構(gòu)

微小變化監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取、分析、管理與集成，以實(shí)現(xiàn)災(zāi)害監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警與輔

助決策等功能。

本系統(tǒng)主要建設(shè)對封閉煤倉內(nèi)的綜合結(jié)構(gòu)監(jiān)測與控制，主要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方

面：

（1）通過在封閉煤倉結(jié)構(gòu)安裝溫變位計(jì)、靜力水準(zhǔn)儀、風(fēng)速風(fēng)向儀、表面

式應(yīng)力應(yīng)變計(jì)、固定測斜探頭來對結(jié)構(gòu)和環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)管，主要包括對能

基礎(chǔ)水平位移、基礎(chǔ)不均勻沉降、風(fēng)荷載、結(jié)構(gòu)應(yīng)力形變、拱頂水平位移等進(jìn)行

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)感知監(jiān)測；

（2）對前端監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常時(shí)，自動(dòng)給出報(bào)警提示；

（3）通過建立監(jiān)控中心，及時(shí)地掌握各個(gè)煤倉內(nèi)的風(fēng)荷載環(huán)境情況及結(jié)構(gòu)

實(shí)時(shí)的變化狀態(tài)。集中化管理封閉煤倉報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)對報(bào)警的統(tǒng)計(jì)和分析，實(shí)

現(xiàn)環(huán)境異常與其它控制設(shè)施的聯(lián)動(dòng)控制。

4.3.1結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)主要包括下列五個(gè)子系統(tǒng)：

令傳感器子系統(tǒng)

令數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)

令數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)子系統(tǒng)

令數(shù)據(jù)分析與管理子系統(tǒng)

令結(jié)構(gòu)預(yù)警與評估子系統(tǒng)

這四個(gè)子系統(tǒng)將運(yùn)行于四個(gè)層次：第一層次是傳感器子系統(tǒng)的各傳感器在線

拾取結(jié)構(gòu)物關(guān)鍵部位的信號；第二層次是將采集到的傳感器信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號

存儲(chǔ)在本地工業(yè)用計(jì)算機(jī)內(nèi)，同時(shí)通過遠(yuǎn)程傳輸手段輸送到數(shù)據(jù)處理與管理子系

統(tǒng)；第三層次是由計(jì)算機(jī)服務(wù)器與工作站組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的后處理、

歸檔、顯示及存儲(chǔ)，并根據(jù)安全評估系統(tǒng)的指令為其提供特定格式和內(nèi)容的數(shù)據(jù)

以及處理結(jié)果；第四層次是用來為各應(yīng)用子系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)交換與存儲(chǔ)平臺(tái),

方便開發(fā)與使用；第五層次是安全評估系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、

統(tǒng)計(jì)、閾值判別給出評估意見及報(bào)警信息。

傳感器子系統(tǒng)由各高精度傳感器組成，用來收集網(wǎng)架各部位的健康參數(shù)，根

據(jù)現(xiàn)場情況，選擇最適合的傳感器組合，在全面反映煤倉網(wǎng)架健康狀態(tài)的同時(shí)，

避免數(shù)據(jù)冗余。

數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將各傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)收集起來，并將所有數(shù)

據(jù)發(fā)送至監(jiān)測中心服務(wù)器，并將非電子信號轉(zhuǎn)換為電子信號并打包。數(shù)據(jù)采集與

傳輸子系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)授時(shí)功能，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，以避免不同

傳感器時(shí)間誤差導(dǎo)致的數(shù)據(jù)時(shí)間差異的情況發(fā)生。本系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)采集模塊可

兼容市面主流的各種高精度傳感器，避免了不同傳感器多重建網(wǎng)、多重傳輸?shù)膯?/p>

題，降低了成本根據(jù)監(jiān)測現(xiàn)場條件，選擇無線數(shù)據(jù)傳輸方式，將監(jiān)測數(shù)據(jù)安全、

及時(shí)地傳送至監(jiān)測中心。

數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)處理分為三部分：預(yù)處理、二次處理、后處理。

數(shù)據(jù)預(yù)處理工作由數(shù)據(jù)采集模塊完成，以對信號進(jìn)行調(diào)理、濾波、A/D轉(zhuǎn)換，以

及進(jìn)行簡單的統(tǒng)計(jì)處理，并將信號通過系統(tǒng)主干光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)處理與控制

服務(wù)器?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊同時(shí)管理本地NAS存儲(chǔ)，當(dāng)上位機(jī)或主干網(wǎng)故障時(shí)，

現(xiàn)場采集單元通過降檔控制繼續(xù)執(zhí)行數(shù)據(jù)采集工作，并保證經(jīng)預(yù)處理的采集數(shù)據(jù)

在本地NAS保存30天。數(shù)據(jù)二次處理工作在服務(wù)器上進(jìn)行，主要計(jì)算方法，如：

傅立葉變換、HHT變換和小波變換等及其他方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理。數(shù)據(jù)后

處理主要進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的高級分析，如：實(shí)時(shí)模態(tài)分析、特征量與環(huán)境因素之間

的相關(guān)性分析等。分析數(shù)據(jù)來自動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫和已備份的原始數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)分析與管理子系統(tǒng)將搭建在系統(tǒng)運(yùn)營商，主要將所有監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、

存儲(chǔ)、處理、分析，并將分析結(jié)果以圖形或報(bào)表的形式展示出來。本系統(tǒng)采用基

于B/S架構(gòu)、“胖中心、瘦客戶端”模式設(shè)計(jì)，以便于用戶在不同場合采用不同

設(shè)備訪問查看鋼結(jié)構(gòu)物的實(shí)時(shí)狀況。數(shù)據(jù)分析與管理在服務(wù)器后臺(tái)運(yùn)行，連接并

控制各結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)場采集盒，并經(jīng)由現(xiàn)場采集模塊與現(xiàn)場安裝的傳感器和采集設(shè)

備通訊。數(shù)據(jù)分析與管理的數(shù)據(jù)來源是結(jié)構(gòu)物信息數(shù)據(jù)庫和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，結(jié)構(gòu)物

信息數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)采集到的原始數(shù)據(jù)、處理結(jié)果、評估報(bào)告、鋼結(jié)構(gòu)物運(yùn)營檔

案等相關(guān)信息。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫用于保存結(jié)構(gòu)物當(dāng)前的原始數(shù)據(jù)和預(yù)處理結(jié)果。信息

數(shù)據(jù)庫中的信息通過定期存檔、備份作永久保存，以保持?jǐn)?shù)據(jù)連續(xù)性。

結(jié)構(gòu)預(yù)警與評估子系統(tǒng)是基于結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云系統(tǒng)等現(xiàn)代化技術(shù)，

以無線傳輸為通信手段,融合多種監(jiān)測傳感器，用于現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取、分析、

管理與集成，建立風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)控系統(tǒng)分析結(jié)構(gòu)物的隱患點(diǎn)和危險(xiǎn)源，準(zhǔn)確評估出目前

結(jié)構(gòu)物的動(dòng)態(tài)安全系數(shù)，并能對結(jié)構(gòu)物進(jìn)行趨勢評估。

結(jié)構(gòu)預(yù)警與評估子系統(tǒng)主要有以下功能：

＞呈現(xiàn)區(qū)域/企業(yè)的安全狀態(tài)分析評估結(jié)果，并支持實(shí)時(shí)查詢詳細(xì)數(shù)據(jù)；

＞對異常事件進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警，提醒監(jiān)管部門對異常事件進(jìn)行及時(shí)監(jiān)管；

＞實(shí)時(shí)對預(yù)測的問題和已發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行提示，實(shí)現(xiàn)問題實(shí)時(shí)有效查詢與

監(jiān)督管理；

＞運(yùn)營服務(wù)系統(tǒng)主要對系統(tǒng)運(yùn)營、數(shù)據(jù)監(jiān)管起到整體把控的作用；

＞中心會(huì)將數(shù)據(jù)分析后的危險(xiǎn)源，進(jìn)行列舉，便于監(jiān)管部門對危險(xiǎn)源進(jìn)行

管理；

＞中心會(huì)將數(shù)據(jù)分析后的重大隱患做出提示，推送給監(jiān)管者，并提出解決

方案，為監(jiān)管者對隱患進(jìn)行整治提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)支持和專家級的解

決方案；

＞異常信息管理

結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)通過底層傳輸網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)并通過

傳輸系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)，二者通過上層傳輸系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)進(jìn)行雙向傳輸,

數(shù)據(jù)資源整合存儲(chǔ)系統(tǒng)對接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)解析、整合處理、存儲(chǔ),

數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)的分析、剝離，確保數(shù)據(jù)的正確性、完

整性。采用人工智能與機(jī)器深度學(xué)習(xí)設(shè)定與實(shí)際情況相匹配的閾值，進(jìn)行