北斗高精度城市高层建筑自动监测系统应用 附建筑工程中爬架技术的应用研究.docx

北斗高精度城市高层建筑自动监测系统应用摘要：北斗卫星导航系统投入民用后，已广泛地在导航、定位等各领域应用，尤其在测量界的控制测量中起了划时代的作用。因为它在静态相对定位中的高精度、高效益、全天候、不需通视等优点，使人们普遍采用其来代替常规的三角、三边、边角等方法，并在理论、实践中取得了可喜的成果，在精密工程变形监测中也逐步得到广泛的应用。本系统将基于北斗高精度安全监测系统，对城市高层建筑进行监测，实现实时、全天候监测、定时上传、数据自动化采集、计算、存储，提供毫米级精度绝对坐标，自动预警报警，远程监测等功能。关键词：北斗卫星导航系统；变形监测1前高层建筑在运营期间会受到风力、温度以及突发的自然灾害等外界因素的影响，同时，也会受到钢筋松弛、墙体锈蚀、地基沉降等内在因素的影响。在内外因素的影响之下，将产生几何变化、内力变化和索力变化等各种效应。如果这些变化过大，超过了地基或钢体能够承受的安全范围，将会产生灾难性的后果。为此，本系统将基于北斗高精度安全监测系统，对高层建筑进行监测。监测内容为：对浙江省诸暨市50栋高层房屋进行监测，将集成倾斜仪、裂缝计等设备，实现多维、立体式的监测，并实现报警、展示、巡检等功能。基于北斗卫星的高精度安全实时自动监测平台，创新高层建筑安全管理模式。2系统解决方案2.1 技术原理系统采用北斗高精度连续观测技术，在待监测点安装高精度监测终端，通过相对定位方法，如果A和B两点在同一时段内观测了相同的一组卫星（至少四颗）。而且A是一个已知点，通过服务平台解算，把原始改正信息传到B点，那么B点的位置就能达到静态毫米级精度。系统集成三维建模技术，实时动态监测高层建筑物的倾角、扭矩等，并且通过连续观测，监测沉降及位移等参数，同时可以兼容温度、湿度、扰度、加速度传感器、倾斜仪等传统传感器实现多维度的安全监测，打造高层建筑健康监测系统。2.2 系统介绍系统聚焦住建部对超高层建筑形变监测的要求以及当前桥梁、大坝、危房等建筑的安全监测需求，与武汉大孥地球物理研究所共同开发高层建筑、大坝、边坡等典型监测目标进行物理形变建模，同时开发手机APP客户端，可对监测物进行动态安全监测与实时预警服务，集成三维建模及GlS技术，提供三维可视化服务，并开创了联合保险公司以安全监测险的方式共同提供服务的商业模式。系统整体结构简单、层次清晰、功能明确，系统由：数据采集子系统：数据处理子系统：评估分析子系统：预警监测系统四大系统组成2.3 硬件配置1）接收机：2）北斗高精度三防手机；3）高精度形变监测终端。2.4 软件系统北斗高层建筑自动监测系统是面向北斗形变监测综合应用的专业化综合应用系统，软件系统主要包括三个子系统，包括：1）数据采集子系统：2）高精度形变监测数据处理系统：3）基于互联网的形变数据预警发布系统：高精度北斗高层建筑监测系统目标明确、结构简单、流程清晰、功能完备，解决方案因地制宜、具有鲜明的针对性，系统设计时在确保监测功能及精度性能的前提下，能充分考虑工程的实际条件并兼顾工程投资的经济性，合理设计系统结构，科学配置系统单元，最大程度实现系统要求与目标。在对建筑物进行三维模型构建的基础上，实现对超高层建筑进行实时监测，获取建筑物当日最大振幅,各方向偏移量、倾斜、沉降、摆动等信息，实现超高层建筑的日常监护及紧急情况下的预警。3关键技术和创新点1）开发服务平台和手机、平板等客户服务端，通过微信、电话等方式实时发布预警信息，提高安全预警的时效性。2）高频多模GNSS高精度、实时动态监测。相比现有采用静态精密相对定位的GPS监测技术，本项目研发无参考瞬时速度精密确定技术，从而更加有利于对于突发型沉降及形变的实时监测及预警。而现有技术由某时间段内累计位移推导平均速度，通常测量的时间段较长，无法体现出瞬间的变化特性，不适用于对临变型的监测。3）定速一高精度定位分段数据处理模式：即在GNSS监测数据处理过程中，先应用单点实时定速技术进行瞬时速度计算，定速精度在2mms以内，以确定参考站点和监测点在数据时间段内的稳定性：然后在参考站和监测点都处于稳定状态下，应用长时间段的精密相对定位技术进行毫米一亚毫米级精密位置估计，再计算监测点累积位移量和相对位移量。4）选择支持多模（BDSGPSGLoNASS）的高精度卫星导航模块，保证在城市、矿区、峡谷等常见环境中可观测到的卫星数量和几何图形分布，相比既往部署的单GPS系统在定位精度、可靠性上会有很大的提高。4布设方案在浙江省诸暨市危房监测一期项目中，已完成50栋房屋的200套终端安装,同时在项目部楼顶布设5个固定基站。总结：北斗高层建筑自动监测系统采用自主知识产权变形监测系统软件平台及硬件传感器和监测终端，基于互联网/移动通讯技术等，提供高层建筑运营期健康监测系统解决方案。同时可广泛应用于滑坡地质灾害监测、矿山边坡变形监测、水库大坝变形监测、堤防渠道变形监测、深基坑及周边影响区变形监测、高铁桥梁及大型场馆健康监测等领域。建筑工程中爬架技术的应用研究摘要：随着城市化建设的迅猛发展，高层、超高层建筑成为当前建筑行业发展的重点。为了满足高层及超高层建筑的施工要求，爬架技术作为一种新型施工技术被提出并得到广泛应用。与传统悬挑脚手架施工技术相比，爬架技术可以保证建筑施工进度及施工质量，提升建筑施工的安全性。本文分析了在建筑施工过程中爬架技术的优势及应用，为工程实践提供参考。关键词：建筑工程;爬架技术;优势与应用。引言随着城市人口数量的急剧增加，城市建筑用地资源变得愈发紧张，因此在有限的建筑土地上建造满足更多人居住要求的高层建筑成为建筑业发展的趋势。爬架技术作为建造高层建筑的一种必要技术手段，成为当下高层建筑建造研究的一个重点问题。1爬架技术的概念与优势爬架技术又称提升架技术，其动力来源主要包括：电动、液压和人力提升三方面。爬架技术的应用提高了建筑施工进度进程确保了建筑施工质量。因此近年来在高层建筑建造过程中得到大量应用。爬架技术的应用推动了脚手架技术转变，体现在一方面减少了脚手架翻架子的施工环节，另一方面避免了对脚手架进行拆卸的工序。此外爬架技术不受建筑高度的限制，极大节约了人力、物力及财力。爬架技术作为本世纪新发展的一种新型脚手架技术，对国内建筑施工的发展产生了极大的推动作用。爬架技术的应用将高空作业转为低空作业，将悬空作业变为架体内部作业。因此爬架技术极大的提高了建筑施工的安全性。此外爬架技术还具备一定的环保性以及技术性。1.1 经济性爬架技术适用于建筑高度45m以上的高层及超高层建筑，且建筑物高度越高爬架技术的经济性越显著，爬架技术的应用每可以节约30%以上的建筑成本。1.2 实用性爬架技术在高层及超高层建筑使用过程中通常采用全自动控制或遥控系统，因此爬架技术操作简单便捷，控制系统的应用提高了爬架技术的安全可靠性。13智能化爬架技术采用微电脑荷载控制系统对爬架技术的升降状态进行实时监测，同时对每个机位提升的荷载进行自动数据采集。当其中某机位荷载超过限定值时，爬架控制系统会在声光等方面进行显示和报警。当荷载超过30%限定值时，升降设备自动停机避免因荷载过大产生安全问题。1.4 机械化爬架技术的主要特点是低搭高用即在建筑的底部进行一次性组装并附着在建筑上。随着建筑高度的提升，爬架也随之提升。该作业过程不需要应用其他起重设备因此明显提升了施工效率与施工机械化程度。5美观度爬架戒术的应用显著改善了传统脚手架技术施工现场杂乱现象，体现出良好的建筑美观性。同时也提升了建筑施工的安全文明程度。2前期准备的必要性2J准备工作在爬架安装之前，首先要对承重梁及电动启闭机的位置进行合理布置。，对嵌入内部的螺栓进行合理控制，要求上下层面螺栓数量相同且螺栓孔间距误差不超过IOmmoo此外开展前期准备工作时还需准备好轴承钢托及挑梁等设施，要准备数量适当的钢丝绳及电动葫芦等材料。2.2 设备的加工制造在爬架安装使用前，按照现行爬架技术的制作标准对爬架构件进行制作。各爬架构件之间采用螺栓连接的方式进行装配连接根据相关规定，需对爬架构件生产所涉及到的原材料进行质量检查，相关的产品生产商在对爬架配件生产时，要制定出完整的生产方案及质量检查方案。此外生产单位要建立完善的爬架技术管理体系，保证设备的模具及工具满足精密性要求。2.3 爬架技术的提升准备工作为保证施工作业的安全性及稳定性，在施工前期要对施工人员进行技术交底同时明确每个施工人员的安全责任。在爬架提升之前，技术人员需对提升槽孔进行分工安装。同时对爬架上的杂物进行及时清除，确保爬架提升的稳定进行。此外结合施工的设计要求，要对爬架技术开展空载测验确保爬架提升可以顺利开展。3爬架技术的应用3.1合理安装脚手架在爬架技术施工过程中脚手架的安装是重黠，脚手架的安装可分以下几步完成：（1）施工人员先搭设基础架，并用普通钢管将搭设好的基础架搭设到裙房顶部，若无裙房可以搭设到二层楼顶。基础架搭设方式与外架的搭接方式基本相同，在搭设过程中需要保证架顶满足爬架技术对底面平直的要求。（2）架顶承力托的安装，在承力托内侧安装螺栓及浇筑混凝土，实现对边梁的固定。承力托外侧借助斜拉杆及上层边梁进行固定拉结，其中斜拉杆中部采用花篮螺栓来实现承力托的调平。（3）搭设承力桁架，确保桁架的下弦管与扣件进行良好连接，在施工过程中为避免接头被拨开，通常采用焊接方式进行连接。（4）工字钢挑梁的安装，通常情况下混凝土边梁与挑梁的连接方式同承力托连接方式。电动葫芦设置在挑梁下，吊钩挂在花篮提梁上。（5）架体铺板安装，铺板采用30mm的轻质模板进行铺设，架体外挂眼网，眼网满布于架体底部提升过程中时拆除短管，在挑梁通过之后进行短管的重新连接。3.2 合理安装提升系统（1）施工人员需在混凝土墙、梁上，留出适当的工字钢承力架、提升拉杆位置及适当规格的螺栓孔。模板拆除过程中，要及时清理孔洞，保证穿墙螺栓可以顺利通过空洞，然后依次完成螺栓的安装。（2）确保电动葫芦编号与控制中心按钮编号相一致，同时确保电动葫芦编号与爬架编号相同。此外电动葫芦链条需与地面保持垂直关系，避免其中出现扭曲及翻链情况。对链条污物进行及时清理，保证链条干净整洁。3.3 严格控制爬架技术的升降程序（1）在爬架技术的应用过程中，对爬架进行升降程序控制是一项重要程序,在爬架提升前需对电动葫芦需要进行严格检查，检查的重点是链条是否拉紧，此外保证所有电动葫芦位于同一高度且受力情况相同。（2）撤出架体荷载松开架体与建筑物的固定节点，发挥滑动拉结点作用。（3）爬架升降关系到施工质量及效率，在爬架技术的应用中，要对各个程序及环节开展严格控制，避免出现操作错误，此外还需保证操作人员具备良好的安全意识及技街水平。4结语现阶段随着高层建筑高度不断增加，爬架技术的应用不断增多，由于缺乏统一的施工标准造成施工环节的多样化。因此从整个工程角度考虑，对爬架技术进行全面控制，让爬架技术充分发挥出自身优势，保证工程施工顺利开展。参考文献1田宝吉，石百军，白超，等.可变角斜向爬升全钢附着式升降脚手架在超高层建筑施工中的应用J.建筑施工，2018（08）：1377-1378+1384.12崔家春.超高层建筑施工内爬外挂式塔吊附着节点力学性能分析方法研究J.建筑结构，2017(12)：17-22.引李鹏辉，王斌，熊跃鑫.建筑工程装修与主体结构同步施工技术研究与应用J.施工技术,2016(S2)：774-776.14赵金虎.一种新型碎剪力墙体系施工方法应用剪力墙的免拆保温外墙模板和外爬架、内支模体系J.建筑,2014(10)：83-85.15任海波，张海峰，李海生.液压爬模爬架施工技术在厦门海峡交流中心二期B地块工程中的综合应用J.建筑技术开发，2013(01)：32-36Abstract：Withtherapiddevelopmentofurbanization,high-riseandsuper-high-risebuildingshavebecomethefocusofcurrentconstructionindustrydevelopment.Inordertomeettheconstructionrequirementsofhigh-riseandsuper-high-risebuildings,climbingframetechnologyasanewconstructiontechnologyhasbeenproposedandwidelyused.Comparedwiththetraditionalcantileverscaffoldconstructiontechnology,theclimbingtechnologycanensuretheconstructionprogressandquality,andenhancethesafetyofconstruction.Thispaperanalysestheadvantagesandapplicationofclimbingframetechnologyinconstructionprocess,whichprovidesreferenceforengineeringpractice.Keywords：constructionengineering;climbingtechnology;advantagesandApplications