一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统的制作方法

1.本发明涉及混凝土模板施工的技术领域，尤其涉及一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统。


背景技术：

2.目前竖向结构混凝土浇筑施工过程中，常因模板未按照设计工况使用，环境温度以及混凝土浇筑的顺序、速度、工艺不符合方案要求，导致模板变形或爆模；混凝土浇筑过程中未安排专人检查模板的连接、支撑情况，造成异常情况发生时，未及时处理，导致模板变形、爆模；有可能造成人员的重大伤亡与财产损失。
3.影响竖向结构混凝土浇筑施工安全因素诸多，施工过程中往往通过各种加强结构设计以提高模板的承载能力、提升安全系数以及加强现场管理来避免事故的发生。
4.在混凝土浇筑过程中，缺乏精准的控制标准。由于混凝土浇筑过程中模板所承受的荷载的影响因素诸多，同样的工艺参数在不同的使用环境中会对模板产生不同的荷载变化，如采用相同的工艺参数，在低温下进行混凝土浇筑，模板所承受的荷载要大于在较高温度环境中的荷载。因此相同的工艺标准，在夏季施工时是安全的，但是随着冬季的到来，温度的降低，同样的工艺标准却极易产生安全隐患。而这些情况在施工控制过程中是很难进行及时调整的。因此在混凝土浇筑高度增长较快的工程项目中，如路桥工程中的混凝土墩柱浇筑施工，极易发生此类事故，是影响工程安全生产的重大隐患。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统。
6.本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
7.一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，包括荷载测量连接件、预警控制器、声光报警器和信号传输系统；荷载测量连接件、声光报警器通过信号传输系统与预警控制器连接，预警控制器、声光报警器连有电源；
8.荷载测量连接件包括模板连接螺栓以及模板连接螺母，模板连接螺栓安装在待测量模板荷载最大处并通过模板连接螺母锁紧，模板连接螺栓的头部安装有荷载传感器，荷载传感器通过信号传输系统与预警控制器连接。
9.信号传输系统为有线传输线缆或者无线传输系统。
10.预警控制器由荷载显示屏、预警值设置面板和信号传输接口组成，荷载测量连接件的荷载传感器与预警控制器的一个信号传输接口连接，声光报警器与预警控制器的一个信号传输接口连接。
11.荷载测量连接件的模板连接螺栓的规格为m16、m20、m24中的一种。
12.一台预警控制器同时连接与四个荷载传感器连接。
13.预警控制器的预警值设定在理论最大荷载值的80％。
14.本发明的有益效果是：本发明直接测量模板连接件的薄弱部位即连接螺栓处的荷载，并根据模板理论受力情况设置预警值，实现了混凝土浇筑过程中对模板受力安全性的实时预警；通过该系统的监控，可以为施工人员提供及时的施工工艺参数的调整，避免施工过程中对模板所承受的荷载情况没有任何获取的方式；该系统传感器自身为模板的组成部分，不影响模板的日常拆装使用，操作使用便捷。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图；
16.图2为本发明中荷载测量连接件的结构示意图；
17.图3为本发明中荷载测量连接件在模板上的安装示意图；
18.图4为本发明中预警控制器的结构示意图；
19.图5为本发明的控制流程图；
20.图中：1-荷载测量连接件；2-预警控制器；3-报警器；4-信号传输系统；
21.11-模板连接螺栓；12-模板连接螺母；13-荷载传感器；
22.以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
23.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
24.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
27.一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，如图1所示，由测力装置即荷载测量连接件1、预警控制器2、报警装置即声光报警器3、电池系统及信号传输系统4组成。
28.荷载测量连接件1，如图2、图3所示，模板连接螺栓11以及模板连接螺母12，模板连接螺栓11安装在待测量模板荷载最大处并通过模板连接螺母12锁紧，模板连接螺栓11的头部安装有荷载传感器13，荷载传感器13通过信号传输系统4与预警控制器2连接。
29.荷载测量连接件1的模板连接螺栓11可选择m16、m20、m24等多种模板连接螺栓规格，对应不同的量程范围，同时匹配不同混凝土模板的固定螺栓孔。测力装置通过传感器基座安装在模板间的螺栓拼缝处，荷载传感器13安装位置选择在浇筑混凝土根部向上0.5m的
模板间螺栓连接处，并根据荷载方向选择荷载传感器13的安装方向。
30.将荷载测量连接件1与模板连接螺栓相结合；用于模板且不仅限于模板的连接，任何受力结构的连接均可采用该荷载测量连接件1，可替换任意规格型号的连接螺栓。
31.预警控制器2，如图4所示，由荷载显示屏、预警值设置面板、信号传输接口组成。
32.预警控制器2实现以下功能：用于设定荷载传感器13测试参数及预警值，用于监控测荷载测量连接件1荷载变化，用于确认/检查荷载传感器13工作状态；用于接收荷载测量连接件1传回的电压信号并进行逻辑判断；用于控制报警装置。预警控制器3可同时对四只及以上的荷载测量连接件1进行监控，预警控制器2可与不同量程规格的荷载测量连接件1匹配。
33.可通过预警控制器2调整荷载测量连接件1的荷载测量范围；根据模板设计所承受的最大荷载，调整预警控制器2的预警值，预警值可设定在理论最大荷载值的80％。
34.预警控制器2可通过有线或无线的方式与荷载测量连接件1、声光报警器3相连组成监控网络。荷载测量连接件1将测量电信号传输至预警控制器2，预警控制器2通过解算将电信号转换为荷载数值并与预先设定的荷载控制值进行比对，当测量值超过预警值时，将报警信号发送至声光报警器3，如图5所示，根据距离不同可以选择有线或无线两种信号传输方式。
35.声光报警器3由爆闪声光警报灯及固定基座组成，其接收预警控制器2发送来的控制信号，当预警控制器2接收测荷载测量连接件1发生的微电压变化达到预设的预警值时，启动报警装置，从而提醒施工人员及时控制混凝土浇筑速度。
36.电池系统用于预警控制器2、声光报警器3监测过程中的供电，满足混凝土浇筑过程直至测试部位混凝土初凝期间的荷载监测需求，可满足连续实时12小时的监测供电需求，电池系统可布置在预警控制器2内部。
37.本发明的竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统随模板安装布置；确定模板连接螺栓所承受荷载的预警值，预警值按照螺栓抗拉强度标准值的80％进行设置；确定荷载传感器13安装部位，墩柱模板选择承受混凝土压力最大的底部位置，其他类型模板选择混凝土荷载最大的位置布置；在模板拼装过程中，将模板连接螺栓替换为荷载测量连接件1，按照模板正常连接工艺要求进行必要的紧固。混凝土浇筑施工前，通过预警控制器2设定好相应的报警值，并设置好测量的初始状态，在混凝土浇筑过程中引起荷载传感器13荷载变化，当达到预定值时，进行报警，用以调整施工速度。
38.本发明通过荷载测量连接件1监测模板连接螺栓荷载变化，判断模板安全状态，当达到额定荷载时时，进行预警，从而避免“爆模”事故的发生。荷载测量连接件1与混凝土模板连接螺栓相结合，荷载传感器13可作为模板连接螺栓使用。通过预警控制器2，根据需求设置荷载测量连接件1的预警值，通过对荷载测量连接件1的监测，实时掌握模板承受荷载变化。预警控制器2与报警装置相连，当荷载测量连接件1达到预警值时，触发警报，提醒现场操作人员及时降低混凝土浇筑速度或采取其他措施，避免风险的发生。预警系统可与模板结构永久匹配，形成具备安全预警功能的模板系统。
39.综上，本发明直接测量模板连接件的薄弱部位即连接螺栓处的荷载，并根据模板理论受力情况设置预警值，实现了混凝土浇筑过程中对模板受力安全性的实时预警；通过该系统的监控，可以为施工人员提供及时的施工工艺参数的调整，避免施工过程中对模板
所承受的荷载情况没有任何获取的方式；该系统传感器自身为模板的组成部分，不影响模板的日常拆装使用，操作使用便捷。
40.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，其特征在于，包括荷载测量连接件(1)、预警控制器(2)、报警器(3)和信号传输系统(4)；荷载测量连接件(1)、报警器(3)通过信号传输系统(4)与预警控制器(2)连接，预警控制器(2)、报警器(3)连有电源；荷载测量连接件(1)包括模板连接螺栓(11)以及模板连接螺母(12)，模板连接螺栓(11)安装在待测量模板荷载最大处并通过模板连接螺母(12)锁紧，模板连接螺栓(11)的头部安装有荷载传感器(13)，荷载传感器(13)通过信号传输系统(4)与预警控制器(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，其特征在于，信号传输系统(4)为有线传输线缆或者无线传输系统。3.根据权利要求2所述的一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，其特征在于，预警控制器(2)由荷载显示屏、预警值设置面板和信号传输接口组成，荷载测量连接件(1)的荷载传感器(13)与预警控制器(2)的一个信号传输接口连接，报警器(3)与预警控制器(2)的一个信号传输接口连接。4.根据权利要求3所述的一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，其特征在于，荷载测量连接件(1)的模板连接螺栓(11)的规格为m16、m20、m24中的一种。5.根据权利要求4所述的一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，其特征在于，一台预警控制器(2)同时连接与四个荷载传感器(13)连接。6.根据权利要求5所述的一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，其特征在于，预警控制器(2)的预警值设定在理论最大荷载值的80％。

技术总结
本发明是一种竖向结构现浇混凝土模板防爆模预警系统，包括荷载测量连接件、预警控制器、声光报警器和信号传输系统；荷载测量连接件、声光报警器通过信号传输系统与预警控制器连接，预警控制器、声光报警器连有电源；荷载测量连接件包括模板连接螺栓以及模板连接螺母，模板连接螺栓安装在待测量模板荷载最大处并通过模板连接螺母锁紧，模板连接螺栓的头部安装有荷载传感器，荷载传感器通过信号传输系统与预警控制器连接。本发明直接测量模板连接件的薄弱部位即连接螺栓处的荷载，并根据模板理论受力情况设置预警值，实现了混凝土浇筑过程中对模板受力安全性的实时预警，及时进行施工工艺参数的调整。工艺参数的调整。工艺参数的调整。


技术研发人员：胥新伟
受保护的技术使用者：中交天津港湾工程设计院有限公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/6/28