广州塔科普项目解说详解.doc

广州新电视塔结构健康监测系统 广州新电视塔结构健康监测系统 健康监测系统简介 电视塔在建成以后，由于受到气候、腐蚀、材料性能退化等因素影响，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。 健康监测系统的组成部分及运作流程 传感器系统(SS) 它用于监测广州新电视塔施工和运营阶段的的结构响应、荷载及工作环境 数据采集与传输系统(DATS) 该系统用于采集传感器信号并传输给数据处理与控制系统 数据处理与控制系统(DPCS) 它的作用在于控制数据的采集，传输，显示，分析及归档 结构健康评估系统(SHES) 结构健康评价系统是一个高性能计算机系统，是整个系统的核心。它主要用于执行监测数据分析、结构状态评价及诊断与预测分析。 结构健康数据管理系统由一个高性能计算机系统和一个关系数据系统组成，主要用于存取监测数据及分析结果。 运作流程： 在广州新电视塔上布置了大量的传感器，用于结构物理参数及周围环境 144个光纤应变计 其中38个光纤应变计安装于核心筒，96个安装于外框筒钢结构处。 光纤应变计用于测量结构在不同荷载作用下的应力应变情况 56个光纤温度计 光纤温度计用于测量关键截面的温度并对测点进行应力修正 148个埋入式振弦应变计 埋入式振弦应变计埋入到核心筒混凝土结构中，量测结构关键部位的应力。 264个粘贴式振弦应变计 粘贴式振弦应变计安装于外框筒钢结构，量测钢结构关键部位的应力。 136个PT-100温度传感器 PT-100温度传感器用于测量测点的温度 3个腐蚀传感器 腐蚀传感器埋入到核心筒混凝土结构中，通过监测结构的腐蚀数据评估构件的耐久性和承载力。 1个GPS监测站 GPS监测站由位于电视塔塔顶的一个GPS 测量点和地面不动点的一个GPS 参考点组成。用于监测电视塔结构塔顶的位移，研究电视塔塔顶位移与环境变化 的关系 2个双向倾斜仪 双向倾斜仪分别安装在塔顶和塔顶以上75 m 桅杆处，用于测量结构垂直度。 3台数码摄像机 数码摄像机用于测量结构相应测点的动位移。 1个气象站 气象站安装于电视塔顶部，用于了解电视塔所在地理位置的气象信息 2个双向螺旋式风速仪 风速仪分别位于电视塔塔顶位置及桅杆顶部578米处，以了解电视塔地理位置的风场特性，包括平均风特性和脉动风特性 1台地震仪 地震仪布设于电视塔地下室底板，用于掌握电视塔基础附近的地震动 下面，我们选取277.20米监测层为大家介绍一下传感器的具体分布及安装 我们在277.20米监测层的 1柱，7柱，13柱，19柱的位置布置了 16个光纤应变计 8个光纤温度计 4个埋入式振弦应变计 8个PT-100温度传感器 20个粘贴式振弦应变计 在核心筒则布置了 12个埋入式振弦应变计 2个加速度传感器 （2）光纤传感器系统 广州新电视塔结构健康监测系统所布设的光纤传感系统是整个健康监测系统的一个重要组成部分，它应用于广州新电视塔的外筒钢结构及桅杆根部，提供长期实时的应变和温度监测。 主塔光纤传感系统由80个光纤应变传感器和40个光纤温度传感器组成，桅杆光纤传感系统由64个光纤应变传感器和32个光纤温度传感器组成，分别布置在主塔标高为32.80米，121.20米，277.200米，334.40米，438.45米及桅杆根部454米位置处。整个塔身的传感器系统组成了一张传感网，有效的对塔身进行实时监控。 与传统传感器相比，光纤传感器有如下优点：（同时配图说明） 抗电磁干扰； 通过波长分配进行多路复用； 传输距离可达100公里； 信号保真度高； 波长既能作为光纤传感器标识，也能作为测量绝对基准。 光纤数据的传输 健康监测系统的光纤传感器在外筒分布为5个环，每个环有4个监测节点，每个节点分别监测环梁，斜撑和立柱的应变和温度； 每个监测节点数据由铠装光缆传输至各环对应的核心筒弱电房； 我们为光纤传感器在主塔的信号传输专门铺设了一根多芯光缆，从塔顶一直到0米的控制中心；当各环的光缆到达对应的弱电房后，与多芯光缆连接，实现5个环的数据传输至0米控制中心。 （3）位移监测系统（先GPS, 再说新式数码摄像位移监测） GPS位移监测系统是采用卫星定位系统。由 GPS基准站、GPS监测站和通信系统组成监测站接收卫星信号及GPS基准站信息，进行实时差分后可的三维空间坐标 摄像测量通过高速连续摄像和影像识别技术对测点动位移进行观测，它是一种非接触获取空间信息的重要手段，对于难以寻觅固定不动参考点的高耸结构，利用摄像测量技术监测其动态位移可以取得比传统测量方式更好的效果。 在广州新电视塔上成功应用了数码摄像系统对塔顶动位移进行了观测，测