基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统，包括：数据采集组，包括用于监测沉井三维坐标及倾斜率的沉井姿态监测模块、用于监测沉井挠度的沉井挠度监测模块、用于监测沉井混凝土应力以及钢筋应力的沉井应力监测模块以及用于监测沉井内外水位差的沉井内外水位监测模块；服务器，通过无线发射器与所述数据采集组连接，所述服务器用于对所述数据采集组输出的监测值按时序进行存储；以及客户端，与所述服务器通信连接，所述客户端用于根据所述监测值，获得施工数据表以及报警信息。本发明专利技术解决了人工采集容易出错并且无法实现实时采集的问题，将成果数据进行了可视化，解决了沉井施工控制信息展示不直观，展示信息不全的问题。

Real-time monitoring and control system for large caisson foundation construction based on remote wireless transmission technology

【技术实现步骤摘要】
基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统
本专利技术涉及沉井施工
更具体地说，本专利技术涉及一种基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统。
技术介绍
沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。沉井施工监控，是指在沉井施工过程中，对沉井自身及周边构筑物的数据进行采集的过程。现在的沉井施工监控多通过工作人员在一定的施工进度时，在施工现场进行人工采集，再将采集到的原始数据处理成为成果，但这样的数据采集方法缺点有很多：1、人工采集工作量较大，且处理数据容易出错。由于沉井施工涉及到对沉井底部和井壁的应力、水位、扰度，周围建筑的倾斜率等等参数的采集，无论是采集频率还是采集的个数都非常巨大，采用人工采集的方式效率低下并且处理数据时非常容易出现错误。2、只有采集时间当时的数据，其它时间段的数据无从查询，无法掌握数据的连续变化情况。采用人工采集的结果就是往往只能查阅到采集时间当时的数据，其他时间段的数据需要从档案室中查找，很难在第一时间就可以查询到，并且人工采集的结果无法直观地观察到数据的连续变化情况。3、无法实现实时监控和预警。由于人工采集从采集到计算出结果存在一定的滞后，同时人工采集的频率并不高，因此施工人员无法实时获得监测结果，因此也就无法及时对施工中可能出现的状况进行预警。4、成果展示不直观。现有的计算结果常常采用Excel表格的形式，表格数据比较笼统，操作繁琐，无论是录入速度还是读取速度都比较慢，更无法直观地从Excel表中看到监测结果的变化情况。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统，包括：数据采集组，包括用于监测沉井三维坐标的沉井姿态监测模块、用于监测沉井倾斜度的沉井挠度监测模块、用于监测沉井混凝土应变以及钢筋应变的沉井应力监测模块以及用于监测沉井内外水位差的沉井内外水位监测模块；服务器，通过无线发射器与所述数据采集组连接，所述服务器用于对所述数据采集组输出的各监测值按时序进行存储，所述监测值包括沉井的三维坐标、倾斜度、混凝土应变、钢筋应变以及沉井内外水位差；以及客户端，与所述服务器通信连接，所述客户端用于根据所述监测值，获得施工数据表以及报警信息。优选地，所述沉井姿态监测模块包括设置在沉井四个角点的北斗定位传感器，所述北斗定位传感器用于采集所在角点的三维坐标。优选地，所述沉井挠度监测模块包括设置在沉井角点、沉井各边中点以及沉井中心的静力水准仪；所述沉井挠度监测模块具体用于：选定沉井的任意一个角点的静力水准仪为基准点；获得待测扰度的边的两端点以及中点相对于基准点的高差，分别为d1，d2，d3；所述待测扰度的边的中点的扰度为：(d1+d2—2d3)/2。优选地，所述沉井应力监测模块包括布置在沉井底部及井壁四周的土应力计、布置在沉井钢壳上的钢板应力计以及布置在下沉时沉井顶部及底层位置的混凝土及钢筋应变计。优选地，所述沉井内外水位监测模块包括分别设置在沉井内、外的激光液位计及渗压计。优选地，所述数据采集组还包括：电塔倾斜监测模块；所述电塔倾斜监测模块包括安装在电塔塔身的、四个对角设置的静力水准仪，所述电塔倾斜监测模块用于根据相对的两个静力水准仪获得的高差值计算电塔倾斜率。优选地，所述客户端包括：位置展现模块，用于绘制沉井的三维模型和全景模型，并根据数据采集组的安装位置，在所述三维模型和全景模型上与所述安装位置对应的坐标，展示数据采集组以及数字信号监测值；数据表展现模块，用于根据输入的时间区间，获得由该时间区间内的数字信号监测值构成的施工数据表和/或数据曲线；预警模块，用于设置各监测项目的报警值，根据数字信号监测值和报警值，判断获知显示报警信息。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)数据采集：相比传统人工采集方式，本专利技术采用的自动实时采集方法实现了全天候数据采集，在采集效率和准确性上大幅度提高。(2)数据传输、存储和处理：现有的监控方法仍然采用人工输入及处理数据，过程繁琐拖沓；在本专利技术中，传感器数据直接通过无线传输至服务器，并在存储的同时进行自动处理，整个过程一气呵成，提高了传输和处理效率。(3)数据展示：传统的成果展示方式一般是工作人员根据得到的传感器数据进行处理后编制为成果报告发送给用户，效果不够直观；而通过本专利技术可以查看在沉井中预先埋设的传感器的位置及实时数据，还可以调取任意时刻的历史数据，并绘制历时曲线，查看沉井的受力状态、几何姿态以及周边构筑物状态等，本专利技术在成果数据的全方位展示方面较传统方法有明显的优势。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术实施例的基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统的功能框图；图2为本专利技术实施例的沉井姿态监测模块的监测界面图；图3为本专利技术实施例的沉井姿态的历史数据曲线的界面图；图4为本专利技术实施例的沉井挠度监测模块的实时监测界面图；图5为本专利技术实施例的沉井应力监测模块的实时监测界面图；图6为本专利技术实施例的沉井应力历史数据曲线的界面图；图7为本专利技术实施例的电塔倾斜率的历史数据曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。现在的沉井施工监控多通过工作人员在一定的施工进度时，在施工现场进行人工采集，再将采集到的原始数据处理成为成果，但这样的数据采集方法缺点有很多：1.人工采集工作量较大，且处理数据容易出错。2.只有采集时间当时的数据，其它时间段的数据无从查询，无法掌握数据的连续变化情况。3.无法实现实时监控和预警。4.成果展示不直观。为了克服现有技术的上述缺陷，如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统，包括：数据采集组，包括沉井姿态监测模块、沉井挠度监测模块、沉井应力监测模块以及沉井内外水位监测模块，其中沉井姿态监测模块用于监测沉井的三维坐标，沉井挠度监测模块用于监测沉井的倾斜度，沉井应力监测模块用于监测沉井混凝土应变以及钢筋应变的情况，沉井内外水位监测模块则用于监测沉井内外水位的高度差。服务器，通过无线发射器与所述数据采集组连接，所述服务器用于对所述数据采集组输出的各监测值按时序进行存储，监测值包括沉井的三维坐标、倾斜度、混凝土应变、钢筋应变以及沉井内外水位差。客户端，与所述服务器通信连接，所述客户端用于根据所述监测值，获得施工数据表以及报警信息。对于沉井姿态监测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统，其特征在于，包括：数据采集组，包括用于监测沉井三维坐标及倾斜率的沉井姿态监测模块、用于监测沉井挠度的沉井挠度监测模块、用于监测沉井混凝土应力以及钢筋应力的沉井应力监测模块以及用于监测沉井内外水位差的沉井内外水位监测模块；服务器，通过无线发射器与所述数据采集组连接，所述服务器用于对所述数据采集组输出的各监测值按时序进行存储，所述监测值包括沉井的三维坐标、倾斜度、混凝土应变、钢筋应变以及沉井内外水位差；以及客户端，与所述服务器通信连接，所述客户端用于根据所述监测值，获得施工数据表以及报警信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统，其特征在于，包括：数据采集组，包括用于监测沉井三维坐标及倾斜率的沉井姿态监测模块、用于监测沉井挠度的沉井挠度监测模块、用于监测沉井混凝土应力以及钢筋应力的沉井应力监测模块以及用于监测沉井内外水位差的沉井内外水位监测模块；服务器，通过无线发射器与所述数据采集组连接，所述服务器用于对所述数据采集组输出的各监测值按时序进行存储，所述监测值包括沉井的三维坐标、倾斜度、混凝土应变、钢筋应变以及沉井内外水位差；以及客户端，与所述服务器通信连接，所述客户端用于根据所述监测值，获得施工数据表以及报警信息。2.如权利要求1所述的基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统，其特征在于，所述沉井姿态监测模块包括设置在沉井四个角点的北斗定位传感器，所述北斗定位传感器用于采集所在角点的三维坐标。3.如权利要求1所述的基于远程无线传输技术的大型沉井基础施工实时监控系统，其特征在于，所述沉井挠度监测模块包括设置在沉井角点、沉井各边中点以及沉井中心的静力水准仪；所述沉井挠度监测模块具体用于：选定沉井的任意一个角点的静力水准仪为基准点；获得待测扰度的边的两端点以及中点相对于基准点的高差，分别为d1，d2，d3；所述待测扰度的边的中点的扰度为：(d1+d2—2d3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱浩，丁巍，钟永新，潘桂林，李冰，黄灿，王通，陈培帅，李德杰，郑先河，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，中交二航局第四工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42