鐵塔監(jiān)測(cè)
2021-02-18當(dāng)下國(guó)內(nèi)鐵塔數(shù)量已經(jīng)突破200萬(wàn)座，目前仍在保持強(qiáng)勁的勢(shì)頭增長(zhǎng)。為了保障如此龐大數(shù)量的鐵塔安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，電力公司和電信等相關(guān)運(yùn)維單位往往需要消耗大量人力長(zhǎng)期巡檢，這可能是全球各行各業(yè)中最龐大卻又最難管理和維護(hù)的資產(chǎn)之一。在自然環(huán)境和外界條件的作用下，地震、雷擊、滑坡、惡劣氣候、老化、潛在的人為破壞等因素，都會(huì)給鐵塔帶來(lái)一定的安全隱患，很多鐵塔建設(shè)在山體上，容易發(fā)生滑移、傾斜、開(kāi)裂等現(xiàn)象，從而引起導(dǎo)致鐵塔變形、傾斜、甚至倒塔等。目前，傳統(tǒng)的通信鐵塔維護(hù)主要靠定期巡檢、人為觀測(cè)，這些是非常必要的安全防護(hù)手段。但上述手段存在一定主觀性，某些參數(shù)人工實(shí)測(cè)困難，且不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，無(wú)法滿足鐵塔實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求。
為了消除鐵塔安全隱患，避免出現(xiàn)傾斜、倒塌以及雷擊損壞等危及通信安全的事件發(fā)生，需要采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備對(duì)鐵塔進(jìn)行實(shí)時(shí)的安全監(jiān)測(cè)，同時(shí)為鐵塔的集中修理整治提供基礎(chǔ)參考依據(jù)。鐵塔結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括：傾斜、沉降、應(yīng)力應(yīng)變、振動(dòng)和周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容的提出應(yīng)該根據(jù)監(jiān)測(cè)單位的相關(guān)的設(shè)計(jì)要求、檢測(cè)法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，鐵塔結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下表：
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 | 監(jiān)測(cè)設(shè)備 | 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 | 監(jiān)測(cè)設(shè)備 |
基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè) | 靜力水準(zhǔn)儀 | 振動(dòng)監(jiān)測(cè) | 加速度傳感器 |
塔身傾斜監(jiān)測(cè) | 盒式固定測(cè)斜儀 | 環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè) | 溫濕度傳感器 |
應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè) | 表面式應(yīng)變計(jì) | 風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測(cè) | 超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀 |
鐵塔基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)選用靜力水準(zhǔn)儀，一般情況下對(duì)鐵塔底部混凝土結(jié)構(gòu)沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)結(jié)構(gòu)整體健康狀況進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估情況提出并預(yù)防處理與防護(hù)等措施。
塔身傾斜監(jiān)測(cè)選用盒式測(cè)斜儀。根據(jù)鐵塔實(shí)際情況，在塔身主要受力部位適當(dāng)布設(shè)多個(gè)傾斜測(cè)點(diǎn)，通過(guò)傾斜角度測(cè)量評(píng)估鐵塔傾斜狀態(tài)，為健康情況作出評(píng)估。
結(jié)構(gòu)應(yīng)變采用表面應(yīng)變計(jì)，該儀器主要應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)、公路、橋梁、民用建筑、隧道、地鐵等混凝土、鋼筋及錨桿的應(yīng)力測(cè)量，具有防水性能好、不受外界環(huán)境影響、溫度性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。鐵塔整體為鋼結(jié)構(gòu)作為框架，鋼結(jié)構(gòu)材料的受力直接影響到整體健康情況，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的典型受力部位做應(yīng)力應(yīng)變分析。
鐵塔鋼結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性參數(shù)（頻率、振型和阻尼等）和振動(dòng)水平（振動(dòng)強(qiáng)度和幅值）是結(jié)構(gòu)整體安全的標(biāo)志，結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的退化會(huì)引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的改變，例如結(jié)構(gòu)剛度的降低會(huì)引起自振頻率的降低，局部振型的改變可能預(yù)示著結(jié)構(gòu)局部損壞。因此對(duì)鐵塔動(dòng)力特性及振動(dòng)水平的監(jiān)測(cè)能夠起到整體上對(duì)大樓健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的。振動(dòng)傳感器廣泛運(yùn)用于各種工業(yè)需要監(jiān)測(cè)振動(dòng)的環(huán)境中，在橋梁、鋼軌、地震、車輛船舶振動(dòng)等運(yùn)用都非常成熟。
環(huán)境溫濕度傳感器采用溫濕度傳感器，該儀器廣泛運(yùn)用于結(jié)構(gòu)環(huán)境自動(dòng)化監(jiān)測(cè)中的溫濕度監(jiān)測(cè)，具有操作靈活，使用方便，采用標(biāo)準(zhǔn)RS485通信接口，可與大部分采用RS485接口的設(shè)備及系統(tǒng)集成等優(yōu)點(diǎn)。
風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)的主要?jiǎng)恿奢d之一。在風(fēng)荷載作用下將產(chǎn)生振動(dòng)，引起疲勞損傷累積，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗力衰減，通過(guò)監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向，統(tǒng)計(jì)最大風(fēng)速值，可以得出結(jié)構(gòu)的風(fēng)與結(jié)構(gòu)響應(yīng)關(guān)系，了解鋼結(jié)構(gòu)受風(fēng)動(dòng)力荷載的情況。風(fēng)速風(fēng)向儀可以提供一個(gè)全面的風(fēng)場(chǎng)描述，風(fēng)速方向儀具有迅速響應(yīng)，高分辨率和三維風(fēng)速測(cè)量等特點(diǎn)。
