鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術的制作方法
【專利說明】鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術
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技術領域
[0002]本發明屬于鋼結構安全監測領域，具體涉及一種鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術。
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【背景技術】
[0004]鋼結構廣播電視發射塔作為一類重要的高聳結構，具有高、柔的特點，風荷載作用下內力及變形較大，若設計或施工中存在不足，可能會導致風荷載下的倒塌事故，帶來人員傷亡及經濟損失。我國在1990年6?7月間，在河北省滄州、衡水地區曾出現過連續六座電視塔、通信塔倒塌事故，其中有三座為一家的產品。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，及失穩現象等。調查研究表明，所倒鋼塔在設計、施工中都存在嚴重的質量問題。設計圖紙不全、數據零散，再加上建造商對電視塔建設的重要性缺乏足夠的認識，導致塔的生產安裝質量較差，最終在遠低于規范要求的設計風壓下出現倒塌破壞。此外，我國較早期的發射塔設計使用年限為25?30年，已經有大量的鋼塔接近甚至超出了當時的設計使用年限超期服役，結構的安全可靠性已經有了較大程度的降低。
[0005]
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于，提供一種鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術，利用傾角傳感器和風速儀長期對現有鋼結構廣播電視發射塔鋼塔變形和風速進行監測，建立風速與結構傾角的關系，從而對結構安全性進行評估，解決目前現有鋼結構廣播電視發射塔在設計或施工中存在的不足，及時了解鋼塔結構的安全可靠性問題，解除風荷載下的倒塌事故隱患。
[0007]本發明提供的鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術，以現有鋼結構廣播電視發射塔為載體，利用傾角傳感器和風速儀長期對鋼塔變形和風速進行監測，建立風速與結構傾角的關系，并與數值模擬結果相比較，從而對結構安全性進行評估，具體步驟如下:
①根據設計圖紙建模，分析結構振型，了解結構在第一振型下的自振特性，塔體不同位置處的變形關系，找出結構薄弱環節并對結構安全可靠性進行理論評估；
②分析風荷載作用下，結構關鍵點(微波天線處及薄弱環節處)的位移及傾角，為監測提供理論依據，建立各點傾角與水平位移的數學關系，風速與水平位移的數學關系；
③在結構頂部設置風速儀，對風速進行監測和記錄；
④在結構關鍵位置(微波天線處、薄弱位置及塔體頂端)設置雙向正交傾角傳感器，監測該處結構傾角變化；
⑤將實測風速與位移進行數值整理并與預設的風速-位移數學關系進行比對，了解結構工作狀況和安全性。
[0008]本發明提供的鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術，其有益效果在于:通過傾角傳感器和風速儀長期對鋼塔變形和風速進行監測，建立風速與結構傾角的關系，并與數值模擬結果相比較，從而對結構安全性進行評估，其操作簡單，數據準確，成本低廉，可及時防止倒塌事故發生，避免不必要的人員傷亡和經濟損失。
[0009]
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明一個實施方式的示意圖。
[0011]
圖中標注:
1.微波天線;2.正交傾角傳感器A;3.正交傾角傳感器B;4.風速儀。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]下面參照附圖，結合一個實施例，對本發明提供的鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術進行詳細的說明。
[0014]實施例一
參照圖1，以某地103.2米的廣播電視塔為例，本實施例的鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術，具體思路及實施方法如下:
該塔總高103.2米，其中27米標高處設有微波天線I，32米以上設有多幅調頻天線段、分米波天線段等，如圖1所示。首先通過有限元分析，了解結構特性(包括振型等參數)，把握結構總體信息。由于微波天線對結構轉角有要求，因此可在標高29米處的塔柱設置雙向正交傾角傳感器A2，在標高103.2米處設置雙向正交傾角傳感器B3及風速風向儀4。理論分析表明，該結構構件受力較為均勻，不存在薄弱環節，因此只在微波天線I及塔體頂部設置傾角傳感器。數據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，建立風速與傾角、結構位移的關系，并將監測結果與理論分析結果相對比，從而評估結構安全性。
【主權項】
1.一種鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術，其特征在于:以現有鋼結構廣播電視發射塔為載體，利用傾角傳感器和風速儀長期對鋼塔變形和風速進行監測，建立風速與結構傾角的關系，并與數值模擬結果相比較，從而對結構安全性進行評估，具體步驟如下: (1)根據設計圖紙建模，分析結構振型，了解結構在第一振型下的自振特性，塔體不同位置處的變形關系，找出結構薄弱環節并對結構安全可靠性進行理論評估； (2)分析風荷載作用下，結構關鍵點(微波天線處及薄弱環節處)的位移及傾角，為監測提供理論依據，建立各點傾角與水平位移的數學關系，風速與水平位移的數學關系； (3)在結構頂部設置風速儀，對風速進行監測和記錄； (4)在結構關鍵位置(微波天線處、薄弱位置及塔體頂端)設置雙向正交傾角傳感器，監測該處結構傾角變化； (5)將實測風速與位移進行數值整理并與預設的風速-位移數學關系進行比對，了解結構工作狀況和安全性。
【專利摘要】本發明公開了一種鋼結構廣播電視發射塔結構安全監測技術，以現有鋼結構廣播電視發射塔為載體，利用傾角傳感器和風速儀長期對鋼塔變形和風速進行監測，建立風速與結構傾角的關系，并與數值模擬結果相比較，從而對結構安全性進行評估，其操作簡單，數據準確，成本低廉，可及時防止倒塌事故發生，避免不必要的人員傷亡和經濟損失。
【IPC分類】G01M99/00
【公開號】CN105510065
【申請號】CN201510832539
【發明人】王同華, 劉慧群
【申請人】青島中天斯壯科技有限公司, 同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月26日