祝啟祥，雷文江

（無錫市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 無錫 214000）

0 引言

隨著現(xiàn)代城市的迅速發(fā)展、城鎮(zhèn)化的普及，各種建筑層出不窮，在各類新建筑誕生的同時(shí)，也有許多建筑正在老化，而老化的建筑便存在著一定的安全性問題。但是這部分老化建筑在生產(chǎn)生活中還存在著各種各樣的使用價(jià)值或者由于各種原因無法拆除，這就需要對這些老舊建筑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并對其安全性進(jìn)行評估。而市場上常規(guī)的監(jiān)測便是對建筑進(jìn)行沉降及變形監(jiān)測，但是沉降及變形監(jiān)測在耗費(fèi)大量的人力、物力的同時(shí)還無法對建筑形成有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測與有效報(bào)警。

1 建筑的變形監(jiān)測

建筑的變形監(jiān)測是對建筑進(jìn)行測量以確定其空間位置隨時(shí)間的變化特征。建筑的變形監(jiān)測分靜態(tài)變形監(jiān)測和動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測：靜態(tài)變形監(jiān)測通過周期測量得到，動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測通過持續(xù)監(jiān)測得到。建筑的變形監(jiān)測主要包括水平位移、垂直位移、偏距、傾斜、撓度、彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動(dòng)、裂縫等的測量。

1.1 建筑變形測量的常用方法

建筑變形測量的常用方法有水準(zhǔn)測量、GPS監(jiān)測網(wǎng)、攝影測量等。

水準(zhǔn)測量是在建筑上布設(shè)垂直位移觀測點(diǎn)，然后利用水準(zhǔn)儀器對垂直位移觀測點(diǎn)進(jìn)行觀測并聯(lián)測建筑外高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)。

GPS監(jiān)測網(wǎng)是在建筑上布設(shè)變形監(jiān)測點(diǎn)與建筑周邊已有控制點(diǎn)形成監(jiān)測網(wǎng)，然后在各點(diǎn)上架設(shè)GPS接收機(jī)，通過GPS實(shí)時(shí)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)來進(jìn)行建筑變形測量。

攝影測量是在建筑周邊選取穩(wěn)固觀測點(diǎn)架設(shè)攝影器材對建筑進(jìn)行周期性拍攝，通過數(shù)碼照片比對確定建筑的變形。

1.2 常用建筑變形監(jiān)測方法分析

建筑變形測量常用的方法都存在著各種局限性。水準(zhǔn)測量是一種靜態(tài)變形監(jiān)測，具有一定的周期性，無法達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測并報(bào)警的功效；GPS監(jiān)測網(wǎng)可以作為動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法，但是由于GPS監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)復(fù)雜、成本高，無法大范圍使用；攝影測量也是動(dòng)態(tài)監(jiān)測的一種，同樣具有成本高、無法大范圍使用的缺點(diǎn)。為解決以上問題，在此提出一種成本低廉、具有實(shí)時(shí)監(jiān)測自動(dòng)報(bào)警功能的裝置。

2 危舊建筑變形自動(dòng)報(bào)警裝置

危舊建筑變形自動(dòng)報(bào)警裝置包括安裝殼體、電源、報(bào)警器、連接線、銅球、第一調(diào)節(jié)桿、第二調(diào)節(jié)桿、第一觸碰擋板和第二觸碰擋板。安裝殼體的上部設(shè)置有電源和報(bào)警器，安裝殼體的下部設(shè)置的固定殼體中有能夠左右擺動(dòng)的連接線，連接線的底端連接有銅球。其中固定殼體為封閉殼體，固定殼體的左右兩側(cè)分別設(shè)置第一調(diào)節(jié)桿和第二調(diào)節(jié)桿。第一調(diào)節(jié)桿和第二調(diào)節(jié)桿的端部分別設(shè)置有第一觸碰擋板和第二觸碰擋板，銅球垂懸在第一觸碰擋板和第二觸碰擋板之間。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、安裝便捷，將該發(fā)明安置于危舊建筑的墻體上，能夠用于監(jiān)測墻體是否發(fā)生變形。當(dāng)墻體發(fā)生嚴(yán)重變形時(shí)，由于鉛錘原理，銅球觸動(dòng)第一觸碰擋板或者第二觸碰擋板，整個(gè)裝置線路連通報(bào)警裝置而發(fā)生報(bào)警。

2.1 危舊建筑變形自動(dòng)報(bào)警裝置的結(jié)構(gòu)

危舊建筑變形自動(dòng)報(bào)警裝置包括安裝殼體1、電源2、報(bào)警器3、連接線5、銅球6、第一調(diào)節(jié)桿7、第二調(diào)節(jié)桿8、第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10。安裝殼體1的上部設(shè)置有電源2和報(bào)警器3；安裝殼體1的下部設(shè)置有固定殼體4；固定殼體4的中部設(shè)置有能夠左右擺動(dòng)的連接線5；固定殼體4為封閉殼體；連接線5的底端連接有銅球6；固定殼體4的左右兩側(cè)分別設(shè)置有第一限位孔和第二限位孔；第一限位孔和第二限位孔中分別設(shè)置有第一調(diào)節(jié)桿7和第二調(diào)節(jié)桿8；第一調(diào)節(jié)桿7和第二調(diào)節(jié)桿8的端部分別設(shè)置有第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10；銅球6垂懸在第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10之間。其中電源2的正極通過線路與報(bào)警器3相連接，報(bào)警器3通過線路連接在銅球6的連接線5上；電源2的負(fù)極通過線路分別與第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10相連；銅球與第一觸碰擋板9或第二觸碰擋板10接觸時(shí)能夠形成一個(gè)完整的回路。其中第一調(diào)節(jié)桿7和第二調(diào)節(jié)桿8分別采用緊固螺釘11固定在固定殼體4的側(cè)壁上。固定殼體4上對應(yīng)第一觸碰擋板9和第二觸碰擋板10之間設(shè)置有刻度線；同時(shí)固定殼體4采用透明材質(zhì)制成。安裝殼體1上設(shè)置有水準(zhǔn)氣泡12。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 危舊建筑變形自動(dòng)報(bào)警裝置圖

2.2 危舊建筑變形自動(dòng)報(bào)警裝置的安裝與使用

使用時(shí)安裝殼體1通過無痕釘水平安裝于危舊建筑各拐角處的墻體上，通過安裝殼體1上的水準(zhǔn)管氣泡調(diào)節(jié)安裝殼體1的位置確保水平安裝，且保證每面墻至少安裝一個(gè)該裝置。安裝后使固定殼體4內(nèi)的銅球6自由垂落，然后通過第一調(diào)節(jié)桿7和第二調(diào)節(jié)桿8設(shè)置銅球兩側(cè)的第一觸碰擋板9、第二觸碰擋板10與銅球6之間的距離，使第一觸碰擋板9、第二觸碰擋板10與銅球6之間的距離保持一致。當(dāng)建筑傾斜時(shí)，整個(gè)安裝殼體1隨之傾斜，但銅球6由于重力作用仍然保持鉛垂，當(dāng)變形嚴(yán)重時(shí)銅球6靠近其中一側(cè)的第一觸碰擋板9或第二觸碰擋板10發(fā)生接觸現(xiàn)象，同時(shí)連通整個(gè)裝置的回路，使該裝置的報(bào)警器3通電并實(shí)現(xiàn)報(bào)警。其中，當(dāng)建筑的變形量不大時(shí)即報(bào)警器3未發(fā)生警報(bào)時(shí)還能夠通過觀察透明固定殼體4內(nèi)壁上銅球6兩側(cè)的刻度來了解建筑變形量。其電路結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

3 結(jié)語

圖2 危舊建筑變形自動(dòng)報(bào)警裝置電路圖

本文所提出的一種危舊建筑變形自動(dòng)報(bào)警裝置由于安裝于建筑墻體上，當(dāng)建筑發(fā)生變形有傾覆危險(xiǎn)時(shí)能夠?qū)崟r(shí)報(bào)警；同時(shí)由于其成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)與維護(hù)簡便，能夠大量應(yīng)用于城市中各種危舊建筑，為城市危舊建筑的監(jiān)測提供了一種實(shí)時(shí)有效而又價(jià)格低廉的監(jiān)測報(bào)警裝置。

[1]張正祿，等.工程測量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.