【技术实现步骤摘要】
一种提篮式型钢悬挑脚手架自动化监测预警系统及应用
[0001]本专利技术涉及建筑施工
，具体涉及一种提篮式型钢悬挑脚手架自动化监测预警系统及应用。
技术介绍
[0002]脚手架在建筑工程施工中具有重要作用，但相关的安全事故问题也屡见不鲜。为了实现脚手架相关部分成本的降低，提篮式型钢悬挑脚手架在工程建设中多有应用。然而如何对提篮式型钢悬挑脚手架进行有效的监测，从而确保施工安全，这个问题尚未有有效的解决方案。
[0003]目前，对提篮式型钢悬挑脚手架普遍参考完全悬挑脚手架进行监测。一般做法为在主梁、钢管适当部位粘贴应变片进行应力监测，采用全站仪或水准仪对主梁、钢管适当部位进行变形监测。但该类做法存在如下问题：监测效率低，人力成本高，监测结果人为干扰因素大，监测结果分析耗时较长，监测结果应用存在延时，可能延误脚手架问题的发现造成安全隐患。监测点位保护难度大，失效概率高。现场施工过程容易造成粘贴应变片松弛脱落，数据采集线被破坏等问题，造成监测工作无法顺利进行。无法考虑连墙位置处混凝土强度不足问题，造成脚手架有由于混凝土...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提篮式型钢悬挑脚手架自动化监测预警系统，其特征在于，该系统包括脚手架安装时机预测系统、ZigBee无线网络传输系统、整体稳定性智能化分析系统、实时预控及报警系统四个子系统；安装时机预测系统通过脚手架连墙位置处混凝土等效龄期预测其强度，从而预测合适的脚手架安装时机；脚手架安装的同时进行悬挑型钢主梁底部监测点位MEMS倾角传感器的安装；传感器测得主梁变形通过ZigBee无线网络传输系统传输至脚手架整体稳定性智能分析系统，整体稳定性智能分析系统综合采用概率分析法、抽样方法、响应面法和有限元法得出脚手架整体稳定性概率分布；然后将整体稳定性信息通过ZigBee无线网络传输系统传输至实时预控及报警系统从而实现实时预控和报警。2.根据权利要求1所述的一种提篮式型钢悬挑脚手架自动化监测预警系统，其特征在于，脚手架安装时机预测系统主要包括室内试验标定脚手架连墙位置处同标号同类型混凝土的等效龄期和强度关系、自动化采集混凝土浇筑后工程所在地的气温和未来一段时间的气温；根据气温采集数据，按照下式计算等效龄期t
e
；其中，t0为终凝时间(d)；T为随时间t变化的温度(K)；T
r
为对比温度，可以取为常数
‑
253.15K；E
a
为水泥混凝土的表观活化能(kJ/mol)；R为气体常数(kJ/mol/K)；E
a
/R可以取为常数4000K；计算得出等效龄期随时间的变化，根据室内试验标定得出的等效龄期和强度关系即可以得出混凝土强度随时间的变化，当混凝土预计达到特定的强度时即可安排在对应的未来特定时间点进行脚手架安装。3.根据权利要求2所述的一种提篮式型钢悬挑脚手架自动化监测预警系统，其特征在于，达到安装时机后随机生成需要进行监测的脚手架悬挑主梁编号，进行脚手架安装，同时进行对应悬挑主梁底部监测点位MEMS倾角传感器的安装；MEMS倾角传感器沿着悬挑主梁底部轴向等间距布置，使得悬挑主梁两端底部各布置1个传感器，1根悬挑主梁总计最少布置5个MEMS倾角传感器。4.根据权利要求3所述的一种提篮式型钢悬挑脚手架自动化监测预警系统，其特征在于，MEMS倾角传感器监测得出的倾角数据通过ZigBee无线网络传输系统实时传输至整体稳定性智能化分析系统，整体稳定性智能化分析系统通过5个倾角数据反演出两立杆传递的轴向力F
ni
和F
no
、两拉杆拉力F
li
和F
lo
、主梁连墙节点的抗弯刚度K，具体反演公式为
其中，θ1、θ2、θ3、θ4、θ5分别表示离墙距离由近到远的5个传感器测得倾角；F
ni
和F
no
分别表示内外两立杆传递荷载(kN)；F
li
和F
lo
分别表示内外两拉杆拉力(kN)；θ
li
和θ
lo
分别表示内外两拉杆与水平面的夹角；K表示主梁连墙节点的抗弯刚度(kN
·
m)；l
ni
和l
no
分别表示内外两立杆与主梁连接点距离主梁与墙连接点之间的距离(m)；l
li
和l
lo
分别表示内外两拉杆与主梁连接点距离主梁与墙连接点之间的距离(m)；l
b
表示悬挑主梁长度(m)；EI表示悬挑主梁的抗弯刚度(kN
·
m2)；sign(x)表示符号函数，当x≥0时，sign(x)＝1，当x＜0时，sign(x)＝0。5.根据权利要求4所述的一种提篮式型钢悬挑脚手架自动化监测预警系统，其特征在于，整体稳定性...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿大将，张德，金学胜，龙敏健，苗恩新，柏志诚，张志远，杨树毅，
申请(专利权)人：中国建筑第四工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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