一种爬架临时钢拉结构的施工方法和监控系统与流程

本发明涉及但不限于建筑施工，具体而言，涉及一种爬架临时钢拉结构的施工方法和监控系统。

背景技术：

1、常规爬架在施工组装过程中，往往因为上部混凝土未进行浇筑或铝合金模板未及时拆除从而造成导座无法安装悬臂端过大的情况，如若工人将荷载较大的材料放在爬架走道板上，则会进一步加大爬架向外倾覆或者内倒的危险性。

2、于爬架首次提升前，代替未安装导座层的临时拉结，由于上部混凝土未进行浇筑，导座无法安装，从而造成爬架上部自由端过长情况，针对这个问题，为了避免事故发生，采用刚性拉结进行临时加固，可以增加爬架安装过程中的安全系数。但现有的临时钢拉结构在施工设计时没有考虑风荷载的因素，爬架临时钢拉结构可能会向内外倾覆，结构设计时出现整体荷载不均匀的问题，这些因素可能导致重大安全事故。为此，设计一种爬架临时钢拉结构的施工方法和监控系统对爬架临时钢结构的施工方案进行设计和监控，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种爬架临时钢拉结构的施工方法和监控系统，解决了现有的临时钢拉结构在施工设计时没有考虑风荷载的因素，爬架临时钢拉结构可能会向内外倾覆，结构设计时出现整体荷载不均匀的问题，这些因素可能导致重大安全事故的问题。

2、鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：

3、本发明提供一种爬架临时钢拉结构的施工方法和监控系统，包括以下步骤：

4、s1，根据建筑图纸创建bim模型；

5、s2，将bim模型与fm系统集成，获取建筑物的详细信息，并将这些信息应用于爬架临时钢拉结构的监控中；

6、s3，通过bim+fm对爬架临时钢拉结构的施工进行模拟，并基于zigbee网络对爬架临时钢拉结构进行无线监控，根据监控的数据对爬架临时钢拉结构的施工方案出现的变化进行解决方案的设定；

7、s4，基于步骤s3的解决方案，进行数据共享，建筑物管理者、设计师以及施工方同步获取建筑物相关的信息和数据，进行协同工作；

8、s5，基于步骤s4协同工作给出的最终方案，进行实际施工，并通过fm监控系统进行实时监控；

9、应用于上述方法的一种爬架临时钢拉结构施工监控系统，包括状态监测模块、荷载监测模块、zigbee节点控制模块和plc控制模块；

10、所述状态监测模块用于对爬架临时钢结构的施工状态进行监测，所述状态监测模块包括应力监测单元、位移监测单元、振动监测单元和倾角监测单元；

11、所述应力监测单元用于监测临时钢拉结构的应力应变情况，了解结构在施工过程中的受力状态；

12、所述位移监测单元用于监测临时钢拉结构的位移变形情况；

13、所述振动监测单元用于监测临时钢拉结构监测结构的振动频率，了解结构的动力响应；

14、所述倾角监测单元用于对爬架临时钢拉结构的倾角变化进行监测，对结构的支撑状态进行监测；

15、所述荷载监测模块对爬架临时钢拉结构的荷载情况进行实时监控和计算，所述荷载监测模块包括风荷载监测单元、施工荷载监测单元和爬架荷载监测单元；

16、所述风荷载监测单元对爬架所受的风载情况进行监测计算；

17、所述施工荷载监测单元对施工过程中的荷载情况进行监测计算；

18、所述爬架荷载监测单元对爬架整体的荷载数据进行计算和监测；

19、所述zigbee节点控制模块包括网络协调器、路由器和终端节点，每个终端节点进行多个吊点的荷载和位置信息的采集，终端节点采集的信息，经zigbee网络无线传给网络协调器，经rs-232/422转换将信息传送给所述plc控制模块；

20、所述plc控制模块用于整理网络协调器收集来的各节点信息。

21、作为本发明的一种优选技术方案，所述应力监测单元为应力片传感器，安装在受力较大的结构部位；

22、所述位移监测单元为位移计，用于测量结构的相对位移或变形量，安装在支撑点或节点部位；

23、所述振动监测单元为加速度计，加速度计可以测量结构的振动加速度，通常安装在主要受力或传递振动的结构部位，如节点、支撑等处；

24、所述倾角监测单元为倾角传感器，可以测量结构的倾斜角度或方向，通常安装在关键的支撑结构或节点部位，或者在整体结构上选择合适的位置进行布置。

25、作为本发明的一种优选技术方案，所述风荷载监测单元由如下计算公式计算：

26、wk＝βzμsμzw0°

27、其中，wk为风荷载标准值，取-0.5～1.7，βz为高度z位置的风振系数，μs为风荷载体型系数，μz为风压高度变化系数，w0°为风压高度变化系数。

28、作为本发明的一种优选技术方案，所述施工荷载监测单元的施工数据监测具体包括预设应力阀值、位移阀值、振动频率阀值和倾角角度阀值，并实时接收所述应力监测单元、所述位移监测单元、所述振动监测单元和所述倾角监测单元的实时数据，将实施数据与阀值比对。

29、作为本发明的一种优选技术方案，所述爬架荷载监测单元由如下计算公式计算爬架杆件承受的荷载：

30、n＝1.2(ng1k+ng2k)+1.4∑nqk

31、其中，ng1k为爬架自重导致的竖向轴向压力，ng2k为其他零部件自重导致的竖向轴向压力，∑nqk为施工荷载标准值；

32、爬架杆件的稳定性由如下公式进行验算：

33、

34、其中，n为爬架杆件顶部结构物自重导致的竖向轴向压力值，f为爬架杆件材料的轴心抗压强度，a为爬架杆件的截面积，w为爬架杆件抵抗变形的抵抗常数，为竖向轴向压力下的爬架杆件稳定性系数；

35、爬架杆件的地基承载力验算公式如下：

36、

37、其中，n为爬架杆件顶部受到的垂直方向的力，ad为爬架杆件地基接触面大小，fk为地基承载力标准值，k为混凝土调整系数，取值1.0。

38、作为本发明的一种优选技术方案，所述zigbee节点控制模块采用网状拓扑结构，沿着爬架临时钢拉结构一圈，构建zigbee网络，设置a/d转换器对来自所述状态监测模块和所述荷载监测模块的数据进行信号转换，采集监测信息；

39、所述plc控制模块包括预警单元和信息保护单元，所述预警单元用在所述zigbee节点控制模块接收到预警信号后进行预警处理，所述信息保护单元用于在出现预警情况时对数据信息进行网盘上传，对数据信息进行保护。

40、作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s2中bim利用autodeskrevit模型制作轻量化模型，fm监控系统还包括设施管理、设备运行管理、能源管理和计量管理；

41、步骤s4中数据共享和系统工作具体包括fm监控系统各模块之间交互的各种实时状态信息和用户权限管理信息，通过采集信息建立共享信息库，供用户和管理人员查看。

42、相对于现有技术，本发明的有益效果是：

43、本发明通过bim和fm系统的集合对爬架临时刚结构的进行施工模拟，并基于plc和zigbee网络进行协同控制，通过对爬架以及爬架临时钢拉结构风荷载、施工荷载和承重荷载计算，对施工方案进行优化，并将得出的数据设置成阀值，通过对结构使用状态的实时监控与阀值比对，并在数据出现异常时进行预警，及时发现施工的突发情况，进行及时的处理，做到对施工模拟、优化和监控，提高施工的工作效率。

44、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。