鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)的制作方法
【專利說明】鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔作為一類重要的高聳結(jié)構(gòu)，具有高、柔的特點，風(fēng)荷載作用下內(nèi)力及變形較大，若設(shè)計或施工中存在不足，可能會導(dǎo)致風(fēng)荷載下的倒塌事故，帶來人員傷亡及經(jīng)濟損失。我國在1990年6?7月間，在河北省滄州、衡水地區(qū)曾出現(xiàn)過連續(xù)六座電視塔、通信塔倒塌事故，其中有三座為一家的產(chǎn)品。這六座鋼自立塔最高83米，最低的50米，塔型為三邊形鋼管塔、四邊形角鋼塔兩種。破壞形式有齊腰剪斷、彎折扭曲、焊縫開裂、鋼管由法蘭盤中拔出，及失穩(wěn)現(xiàn)象等。調(diào)查研究表明，所倒鋼塔在設(shè)計、施工中都存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題。設(shè)計圖紙不全、數(shù)據(jù)零散，再加上建造商對電視塔建設(shè)的重要性缺乏足夠的認(rèn)識，導(dǎo)致塔的生產(chǎn)安裝質(zhì)量較差，最終在遠(yuǎn)低于規(guī)范要求的設(shè)計風(fēng)壓下出現(xiàn)倒塌破壞。此外，我國較早期的發(fā)射塔設(shè)計使用年限為25?30年，已經(jīng)有大量的鋼塔接近甚至超出了當(dāng)時的設(shè)計使用年限超期服役，結(jié)構(gòu)的安全可靠性已經(jīng)有了較大程度的降低。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)，利用傾角傳感器和風(fēng)速儀長期對現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔鋼塔變形和風(fēng)速進行監(jiān)測，建立風(fēng)速與結(jié)構(gòu)傾角的關(guān)系，從而對結(jié)構(gòu)安全性進行評估，解決目前現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔在設(shè)計或施工中存在的不足，及時了解鋼塔結(jié)構(gòu)的安全可靠性問題，解除風(fēng)荷載下的倒塌事故隱患。
[0007]本發(fā)明提供的鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)，以現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔為載體，利用傾角傳感器和風(fēng)速儀長期對鋼塔變形和風(fēng)速進行監(jiān)測，建立風(fēng)速與結(jié)構(gòu)傾角的關(guān)系，并與數(shù)值模擬結(jié)果相比較，從而對結(jié)構(gòu)安全性進行評估，具體步驟如下:
①根據(jù)設(shè)計圖紙建模，分析結(jié)構(gòu)振型，了解結(jié)構(gòu)在第一振型下的自振特性，塔體不同位置處的變形關(guān)系，找出結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)并對結(jié)構(gòu)安全可靠性進行理論評估；
②分析風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(微波天線處及薄弱環(huán)節(jié)處)的位移及傾角，為監(jiān)測提供理論依據(jù)，建立各點傾角與水平位移的數(shù)學(xué)關(guān)系，風(fēng)速與水平位移的數(shù)學(xué)關(guān)系；
③在結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置風(fēng)速儀，對風(fēng)速進行監(jiān)測和記錄；
④在結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置(微波天線處、薄弱位置及塔體頂端)設(shè)置雙向正交傾角傳感器，監(jiān)測該處結(jié)構(gòu)傾角變化；
⑤將實測風(fēng)速與位移進行數(shù)值整理并與預(yù)設(shè)的風(fēng)速-位移數(shù)學(xué)關(guān)系進行比對，了解結(jié)構(gòu)工作狀況和安全性。
[0008]本發(fā)明提供的鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)，其有益效果在于:通過傾角傳感器和風(fēng)速儀長期對鋼塔變形和風(fēng)速進行監(jiān)測，建立風(fēng)速與結(jié)構(gòu)傾角的關(guān)系，并與數(shù)值模擬結(jié)果相比較，從而對結(jié)構(gòu)安全性進行評估，其操作簡單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，成本低廉，可及時防止倒塌事故發(fā)生，避免不必要的人員傷亡和經(jīng)濟損失。
[0009]
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明一個實施方式的示意圖。
[0011]
圖中標(biāo)注:
1.微波天線;2.正交傾角傳感器A;3.正交傾角傳感器B;4.風(fēng)速儀。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]下面參照附圖，結(jié)合一個實施例，對本發(fā)明提供的鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)進行詳細(xì)的說明。
[0014]實施例一
參照圖1，以某地103.2米的廣播電視塔為例，本實施例的鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)，具體思路及實施方法如下:
該塔總高103.2米，其中27米標(biāo)高處設(shè)有微波天線I，32米以上設(shè)有多幅調(diào)頻天線段、分米波天線段等，如圖1所示。首先通過有限元分析，了解結(jié)構(gòu)特性(包括振型等參數(shù))，把握結(jié)構(gòu)總體信息。由于微波天線對結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角有要求，因此可在標(biāo)高29米處的塔柱設(shè)置雙向正交傾角傳感器A2，在標(biāo)高103.2米處設(shè)置雙向正交傾角傳感器B3及風(fēng)速風(fēng)向儀4。理論分析表明，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力較為均勻，不存在薄弱環(huán)節(jié)，因此只在微波天線I及塔體頂部設(shè)置傾角傳感器。數(shù)據(jù)將實時輸出至采集箱，通過采集箱定期輸出至電腦上，通過編制程序，建立風(fēng)速與傾角、結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系，并將監(jiān)測結(jié)果與理論分析結(jié)果相對比，從而評估結(jié)構(gòu)安全性。
【主權(quán)項】
1.一種鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)，其特征在于:以現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔為載體，利用傾角傳感器和風(fēng)速儀長期對鋼塔變形和風(fēng)速進行監(jiān)測，建立風(fēng)速與結(jié)構(gòu)傾角的關(guān)系，并與數(shù)值模擬結(jié)果相比較，從而對結(jié)構(gòu)安全性進行評估，具體步驟如下: (1)根據(jù)設(shè)計圖紙建模，分析結(jié)構(gòu)振型，了解結(jié)構(gòu)在第一振型下的自振特性，塔體不同位置處的變形關(guān)系，找出結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)并對結(jié)構(gòu)安全可靠性進行理論評估； (2)分析風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(微波天線處及薄弱環(huán)節(jié)處)的位移及傾角，為監(jiān)測提供理論依據(jù)，建立各點傾角與水平位移的數(shù)學(xué)關(guān)系，風(fēng)速與水平位移的數(shù)學(xué)關(guān)系； (3)在結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置風(fēng)速儀，對風(fēng)速進行監(jiān)測和記錄； (4)在結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置(微波天線處、薄弱位置及塔體頂端)設(shè)置雙向正交傾角傳感器，監(jiān)測該處結(jié)構(gòu)傾角變化； (5)將實測風(fēng)速與位移進行數(shù)值整理并與預(yù)設(shè)的風(fēng)速-位移數(shù)學(xué)關(guān)系進行比對，了解結(jié)構(gòu)工作狀況和安全性。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)，以現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)廣播電視發(fā)射塔為載體，利用傾角傳感器和風(fēng)速儀長期對鋼塔變形和風(fēng)速進行監(jiān)測，建立風(fēng)速與結(jié)構(gòu)傾角的關(guān)系，并與數(shù)值模擬結(jié)果相比較，從而對結(jié)構(gòu)安全性進行評估，其操作簡單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，成本低廉，可及時防止倒塌事故發(fā)生，避免不必要的人員傷亡和經(jīng)濟損失。
【IPC分類】G01M99/00
【公開號】CN105510065
【申請?zhí)枴緾N201510832539
【發(fā)明人】王同華, 劉慧群
【申請人】青島中天斯壯科技有限公司, 同濟大學(xué)建筑設(shè)計研究院(集團)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月26日