整体钢平台的智能牛腿系统及其安装使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106812294A(43)申请公布日2017.06.09(21)申请号201611152304.5(22)申请日2016.12.14(71)申请人上海建工集团股份有限公司地址200120上海市浦东新区自由贸易试验区福山路33号(72)发明人龚剑夏巨伟黄玉林扶新立秦鹏飞赵一鸣(51)Int.Cl.E04G3/18(2006.01)G01D21/02(2006.01)G08B21/18(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称整体钢平台的智能牛腿系统及其安装使用方法(57)摘要本发明提供了一种整体钢平台的智能牛腿系统及其安装使用方法，主要由牛腿自传感系统、数据采集系统以及数据分析和预警系统三大部分构成，通过在外伸牛腿的体内植入FBG应变和温度传感器，牛腿能够自传感，测试信号稳定且具有很强抗干扰性和实时性。建立由牛腿传感器单元、数据采集及数据分析和预警三部分构成的智能牛腿系统，智能牛腿系统能够实时感知自身的受力状态，可对钢平台体系的牛腿受力进行实时监测和评估，对可能出现的超载和危险情况进行预警，保障了超高层核心筒施工的安全性，提升了施工的智能化和信息化水平。CN106812294ACN106812294A权利要求书1/2页1.一种整体钢平台的智能牛腿系统，其特征在于，包括：牛腿传感器单元，包括外伸牛腿、FBG应变传感器、FBG温度传感器、光缆和钢封板，其中，外伸牛腿设置于整体钢平台上，用于搁置在结构的预留洞口上，FBG应变传感器和FBG温度传感器植入于所述外伸牛腿内，FBG应变传感器和FBG温度传感器由光缆串接，通过钢封板封死在所述外伸牛腿内；设置于钢平台中控室的FBG解调仪，所述FBG解调仪与所述光缆连接，所述FBG解调仪用于将FBG应变传感器和FBG温度传感器采集的数据进行解调后发送至中控室PC机；中控室PC机，所述解调仪通过光缆与中控室PC机进行连接，所述中控室PC机用于进行数据采集、分析和预警。2.如权利要求1所述的整体钢平台的智能牛腿系统，其特征在于，所述FBG应变传感器和FBG温度传感器埋入所述外伸牛腿的斜面凹槽内。3.如权利要求2所述的整体钢平台的智能牛腿系统，其特征在于，所述光缆沿着外伸牛腿的斜面和底面凹槽布设，并在牛腿端部露出预设距离。4.如权利要求3所述的整体钢平台的智能牛腿系统，其特征在于，所述钢封板采用3mm厚的钢板，用于将外伸牛腿的斜面和底面封死，钢板与牛腿采用平头螺丝进行连接。5.如权利要求1所述的整体钢平台的智能牛腿系统，其特征在于，与所述FBG应变传感器和FBG温度传感器连接的所述光缆沿着控制外伸牛腿伸缩的液压油缸油管线路接入钢平台中控室的FBG解调仪上。6.一种整体钢平台的智能牛腿系统的安装使用方法，其特征在于，包括：外伸牛腿的构件加工完毕后，即在外伸牛腿的体内植入FBG应变传感器和FBG温度传感器，FBG应变传感器和FBG温度传感器由光缆串接，通过钢封板封死FBG应变传感器和FBG温度传感器，从而形成牛腿传感器单元；牛腿传感器单元组装结束后，将光缆连接解调仪和采集软件进行调试，确保FBG应变和温度传感器能正常工作；调试完毕后，由于此时牛腿不受力t0时刻，依次记录各外伸牛腿上FBG应变传感器和温度传感器的波长零值，记第k号外伸牛腿上应变和温度传感器的波长零值分别为和利用钢封板对牛腿传感器单元进行封装；将各牛腿传感器单元上的光缆与钢平台中控室的FBG解调仪连接，所述解调仪进一步通过光缆与中控室PC机进行连接，接线完毕后，进行智能牛腿系统的调试，以确认整个系统运行正常；将牛腿传感器单元搁置在核心筒的预留洞口上开始受力工作，触发FBG解调仪和中控室PC机进行数据采集，以捕捉各牛腿传感器单元在实际施工状态下的真实应力状态；中控室PC机建立牛腿传感器单元的实体有限单元模型，按照实际工程的安全控制要求，对正常(I)、超载(II)、危险(III)三个状态下的牛腿进行受力分析，分别确定三个状态下牛腿传感器单元斜面处应力的阀值为[σI]、[σII]和[σIII]，根据各牛腿传感器单元在实际施工状态下的真实应力状态得到各牛腿传感器单元的应力实测值，根据各牛腿传感器单元的应力实测值和阀值，对整个智能牛腿系统的应力分布情况进行定量评估，对出现的超载2CN106812294A权利要求书2/2页和突发的危险情况进行报警。7.如权利要求6所述的整体钢平台的智能牛腿系统的安装使用方法，其特征在于，根据各牛腿传感器单元在实际施工状态下的真实应力状态得到各牛腿传感器单元的应力实测值，包括：整体钢平台正常使用的过程即牛腿搁置的t1时刻，第k号牛腿传感器单元上的FBG应变传感器和温度传感器的波长值分别为和则k号牛腿斜面处的应力值式中，为