钧测的2022年是差异化的一年同时也是创新的一年。钧测一直有个优良的传统就是善于自我突破和自我革新。创新这个词包含了技术创新、体制的创新、思想的创新、经营的创新和结构的创新等。创新是主旋律、能激发一个企业的无限潜能。
2022年的2月14日,钧测选择以结构健康监测技术创新论坛为起点。这期论坛请到了刘冰、叶文涛、肖立兰、白文波等四位钧测在结构健康监测技术领域从事营销、技术和管理的同事,从基本构成、监测范畴、技术规范、经验分享等多领域,为大家全面剖析结构监测技术,那接下来就和小钧一起来学习一下吧~
什么叫结构健康监测?
结构健康监测指的是针对工程结构的损伤识别及其特征化的策略和过程。
结构损伤指的是结构材料参数及其几何特征的改变。结构健康监测过程涉及使用周期性采样的传感器阵列获取结构响应,损伤敏感指标的提取,损伤敏感指标的统计分析以确定当前结构健康状况等过程。
监测目的
1)即时了解结构施工过程中的结构性状,实现对项目过程的有效控制;
2)监测项目全寿命周期内的结构性状,发现荷载及结构响应的异常和结构损伤,确保结构的运营安全。
常用的工程监测技术标准规范
《工程测量通用规范》GB55018-2021
《工程测量标准》GB50026-2020
《建筑变形测量规范》JGJ8-2016
《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497-2019
《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911-2013
《城市轨道交通设施运营监测技术规范》GB/T39959-2020
《建筑与桥梁结构监测技术规范》GB50982-2014
《公路桥梁结构监测技术规范》JT1037-2022
《结构健康监测系统设计标准》CECS 333-2012
常见的监测范畴
基坑常见于各类房屋建筑、市政基础设施、轨道交通等工程。
基坑是一种临时结构,只有施工阶段监测。
基坑工程监测目前以人工监测为主,特别重要的项目会结合自动化监测。
隧道工程包括轨道交通隧道,城市道路隧道、公路隧道等。
隧道工程监测可分为施工期间监测和使用期间监测。
隧道工程监测目前以人工监测为主,特别重要的项目会结合自动化监测。
通常是在地形起伏较大的区域因为工程需要形成的边坡。
边坡监测包括边坡施工期间监测和使用期间监测。
边坡工程施工期间监测以人工监测为主,使用期间监测以自动化监测为主。
高支模监测
超高、超重、超大跨度的模板支撑工程监测,目前已经基本实现自动化监测。
高层与高耸结构健康监测
一般包括施工期间监测及使用期间监测,采用复杂的自动化监测系统。
大跨空间结构结构健康监测
一般包括施工期间监测及使用期间监测,采用复杂的自动化监测系统。
一般包括施工期间监测及使用期间监测,采用高度复杂的自动化监测系统。
主要监测内容:荷载及作用监测、地震作用监测、风荷载监测、温度监测、结构响应监测、位移监测、加速度监测、应力应变监测、结构及构件状态监测、标高监测、垂直度监测、沉降监测
结构健康监测方案:工程概况、结构健康检测的目的和意义、参考依据、监测系统的简介、健康监测内容、施工过程健康监测、运行阶段健康监测、监测结论、测点汇总
怎样去实施一个结构健康监测项目?
前期规划
合同签订、编制监测方案及测点走线图、召开实施策划会、成立项目组、分解任务、落实供应商采购传感器、咨询现场情况及条件(用电、用水、登高、租船等)。
过程实施
按照前期方案组织实施、业主的对接、现场工作的安排、系统的调试、现场突发情况的及时处理。
后期服务
主要是系统的运营及维护、监测报表的编制及处理。
武汉大学出版的《变形监测数据处理》(黄声享等编著,2002年编著,2003年出版),对变形监测技术和变形分析研究的发展趋势进行了展望,以下为教材中的技术展望:
多种传感器、数字近景摄影、全自动跟踪全站仪、地面三维激光扫描系统和GPS的应用,将向实时、连续、高效率、自动化、动态监测系统的方向发展。比如,某大坝变形监测系统是由测量机器人、GPS和特殊测量仪器所构成的最优观测方案。
变形监测的时空采样率会得到大大提高,变形监测自动化为变形分析提供了极为丰富的数据信息。
高度可靠、实用、先进的监测仪器和自动化系统,要求在恶劣环境下长期稳定可靠地运行。
实现远程在线实时监控,在大坝、桥梁、地铁、边坡体等工程中将发挥巨大作用,网络监控是推进重大工程安全监控管理的必由之路。
回顾变形分析方面所取得的大量实践及研究成果,展望变形分析研究的未来,其发展趋势将主要体现在如下几个方面:
A
●数据处理与分析将向自动化、智能化、系统化、网络化方向发展,更注重时空模型和时频分析(尤其是动态分析)的研究,数字信号处理技术将会得到更好应用。
B
●会加强对各种方法和模型的实用性研究,变形监测系统软件的开发不会局限于某一固定模式,随着变形监测技术的发展,变形分析新方法的研究将会不断涌现。
C
●由于变形体变形的不确定性和错综复杂性,对它的进一步研究呼唤着新的思维方式和方法。由系统论、控制论、信息论、耗散结构论、相同学、突变论、分形与混沌动力学等所构成的系统科学和非线性科学在变形分析中的应用研究将得到加强。
D
●几何变形分析和物理解释的综合研究将深入发展,以知识库、方法库、数据库和多媒体库为主体的安全监测专家系统的建立是未来发展的方向,变形的非线性系统问题将是一个长期研究的课题。
20年时间过去了,其展望有的已经实现,有的正在实现,有的仍然是继续发展的趋势。
就工程监测而言,监测技术的发展重点仍然是在变形监测方面,通过研发新型传感器(设备)来优化变形监测的解决方案,寻求在变形监测的精度、效率、成本等各方面的平衡。
此外,随着计算机硬件及软件的发展,监测平台也在不断优化,经济、实用、兼容的监测平台将会得到广泛应用。
这是首次差异化的创新论坛,
相信在后面的更多期
对于我们钧测人来说都是一次重要且难忘的思维碰撞!
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