(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210664295.7 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 南通大学 地址 226000 江苏省南 通市啬园路9号 (72)发明人 张军　张颖　李灿　倪文婷　 吴文涛　储杨　 (74)专利代理 机构 南京瑞弘专利商标事务所 (普通合伙) 32249 专利代理师 许洁 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种施工过程自动监测系统及其 监测方法 (57)摘要 本发明公开了一种施工过程自动监测系统 及其监测方法， 设置位移传感器和光纤光栅应力 传感器， 并通过计算机网络， 收集上述各种传感 器的信号， 进行分析处理， 对张拉施工进行数据 监测， 形成传感器监测控制系统； 监测系统与张 拉施工同步进行， 施工过程中所有的位移和应力 都会通过传感器把数据传输到计算机上， 最高效 的保证数据的及时性。 本发明可被广泛应用， 实 现钢结构位置的精准定位， 具有速度快、 精度高 的优点， 能降低钢结构安装就位时的施工难度， 又保证了钢结构脱离滑移操作时变形的问题， 是 一种高效安全的钢结构监测方法。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115077609 A 2022.09.20 CN 115077609 A 1.一种施工过程自动监测系统， 其特征在于： 所述的施工过程自动监测系统设置位移 传感器和光纤光栅应力传感器， 并通过计算机网络， 收集上述各种传感器的信号， 进 行分析 处理， 对张拉施工进行数据监测， 形成传感器监测控制系统； 监测系统与张拉施工同步进 行， 施工过程中所有的位移和应力都会通过传感器把数据传输到计算机上， 最高效的保证 数据的及时性； 所述的位移传感器： 张拉施工位移监控采用激光位移传感器可精确非接触测量被测物 体的位置、 位移的变化， 主要应用于检测物体的位移、 厚度、 振动、 距离、 直径的测量； 在张拉 施工过程中实时监测桁架的位移情况， 并根据位移数据在 张拉施工、 桁架脱胎的整个结构 施工过程中对钢结构桁架变形进行验证和分析； 所述的光纤光栅应力传感器由光纤光栅、 两个夹持部件以及两个固定支点组成； 采用 胶接的方法将光纤光栅固定于夹持部件内； 夹持部件为钢管， 直径为d； 设两端固定支点的 距离为L， 两端夹持部件之 间的距离为Lf； 假设两固定支 点之间发生ΔL的轴向变形， 相应夹 持部件和光纤光栅的应变分别为ΔLs和 ΔLf； 忽略钢管内胶层和光纤的影响， 由材料力学 基本原理可得传感器监测系统监测桁架的位置、 桁架应力信号， 将这些信号径各组单控柜 传送至计算机控制系统， 作为计算机控制系统决策的依据。 2.根据权利要求1所述的施工过程自动监测系统， 其特征在于： 所述的位移传感器为 QL20激光雷达， m m级高精度， 量 程可达到最高40m。 3.一种根据权利要求1所述的施工过程自动监测系统 的监测方法， 其特征在于： 所述的 监测方法包括： 结构位移监测、 应力传感器监测 和钢索索力监测； (a)所述的结构位移监测如下： 位移监测贯穿于整个结构的施工过程， 主要体现在张拉 过程， 在每榀张弦梁上布置共三个监控点 位； 一号、 三号点位： 布置在反力最大的胎架与桁架接触位置， 用于监测脱胎后结构变形； 二号点位： 为桁架产生 最大位移点， 经 过计算可知桁架中心未位移最大点； 监测过程中安 排专人负责看刻度， 并实时汇报数据给技 术负责人， 进行汇总和分析； (b)所述的应力传感器监测如下： 综合考虑结构受力分析结果， 选择若干根关键构件进 行应变监测； 根据结构有限元分析得知， 在张拉施工过程中结构受力主要为轴向力和弯矩作用力， 因此， 选取桁架主管和腹杆内力最大位置的7个点位需布置应变传感器， 共布置7个应力传 感器； 采用Tider  FBG‑FRP‑W01型光纤光栅表面应变计， 采用了无胶封装技术， 可以根据要求 任意改变标距长度， 最小可达1～ 2cm； 光纤光栅表面应变计适用于各种金属或其他固体结构表面进行静态和动态应力应变 监测， 可以将应变计焊接或通过附加部件固定到金属结构及其他固体表面， 亦可通过粘贴 方式将传感器固定在结构表面； (c)所述的钢索索力监测如下： 直接在张拉千斤顶油泵上的压力表直接读出， 这是施工 过程中最直观的读数方法； 拉索结构通常使用液压千斤顶张拉， 由于千斤顶张拉油缸 的液 压和张拉力有直接关系， 所以， 只要测定张拉油缸的压力就可以求得拉索 索力。 4.根据权利要求3所述的施工过程自动 监测系统 的监测方法， 其特征在于： 所述的光纤 光栅表面应变计的技术参数如下： 量程 ±5000； 精度 ±2(解调仪 决定)； 分辨率 ±1(解调仪权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115077609 A 2决定)； 应变灵敏度1.18～1.22Pm/每批需抽样标定； 温度灵敏度： 随结构标定； 波长范围 1510nm～1570nm； 反射 率≥90％。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115077609 A 3