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【理事动态】岩石科技|起迈安全自动化监测系统在城墙古建筑监测中的应用
文章来源:武汉市软件行业协会  |  发布日期:2022-05-05  |  字体显示:【大】【中】【小】  

 

文物作为史的物质遗存,是我国悠久历史文化的见证和重要载体,是维系中华民族团结统一的精神纽带。中华民族的伟大民族精神在历史文物中得到了生动体现,此外,许多历史文物是国家对文物所在的地域、水域、海域拥有主权的铁证。因此,加强文物保护,对于传承中华民族的优秀传统文化,增强民族凝聚力,对于巩固民族团结和维护国家统一,对于加强同世界各国的文化交流,都具有重要意义。


本次监测对象——西安城墙


西安城墙又称西安明城墙,是中国现存规模最大、保存最完整的古代城垣,是第一批全国重点文物保护单位国家AAAAA级旅游景区。西安明城墙位于陕西省西安市中心区,墙高12米,顶宽12—14米,底宽15—18米,轮廓呈封闭的长方形,周长13.74千米。城墙内人们习惯称为古城区,面积11.32平方千米,著名的西安钟鼓楼就位于古城区中心。 


西安城墙主城门有四座:长乐门(东门),永宁门(南门),安定门(西门),安远门(北门),这四座城门也是古城墙的原有城门。从民国开始为方便出入古城区,先后新辟了多座城门,至今西安城墙已有城门18座。1961年03月04日,西安城墙被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位

此次需要监测的城墙门位于西安市莲湖区西关正街与环城西路交叉口西侧,沿西关正街呈东西向布置,埋深22m左右。


本盾构区间左线起止里程ZCK32+047.665~ZCK32+628.507,左线长582.819m,右线起止里程YCK32+056.498~YCK32+628.507,右线长571.470m,区间采用盾构法施工。



此城墙为西安城墙正西门,墙高12m,底宽18m,顶宽15m。城墙下有拱式门洞,城墙门洞宽7.3m。

城墙门西面



大差市站~长乐门站区间隧道起讫里程为Z(Y)CK35+778.922~Z(Y)CK36+832.830(其中,ZCK35+901.922=ZCK35+900.000长链1.922m)。区间长1053.11m。主要沿东大街、东关正街下方东西向敷设。盾构从大长区间风机房东端头始发,在里程Z(Y)CK36+497.315~Z(Y)CK36+601.715处以半径为400m的曲线通过长乐门门洞,侧穿长乐门瓮城,最后到长乐门站。大差市站~长乐门站区间平面图如下:




本次自动化监测任务

1、城墙门主楼及箭楼的振动监测。
西安城墙修建年代久远,抗震能力相对较差。在城墙加固打桩及盾构穿越城墙时,对城墙门洞墙体、城楼、箭楼进行振动监测,通过监测数据调整施工参数,控制施工振动质点速度,将施工振动效应最小化。

2、城墙裂缝监测。

通过对城墙本体既有裂缝或因工程施工产生的裂缝开展宽度的监测,评估工程施工对城墙本体安全及正常使用的影响程度,指导土建承包商采取正确的施工方法和对文物的保护措施,并为可能的法律纠纷提供证据。



采用设备


振动监测:941B 型低频拾振器为多功能振动传感器,采用差分式磁钢感应振动原理,利用无源闭环伺服技术获 得良好的低频特性及良好的阻抗匹配特性;可输出振动加速度、加速度两种参量。

 


裂缝监测:RTVW-175型振弦式裂缝计适用于长期布设在混凝土结构物或其它材料结构物内及表面,测量结构物伸缩缝或周边缝的开合度(位移),同步测量埋设点的温度值。


振弦式裂缝计的传感器采用的是RTVW型振弦式位移计,由其加装配套附件而组成,振弦式裂缝计具有智能识别功能。


振弦式裂缝计提供两向与三向型号可选。




规格型号
RTVW-175-WX-20
RTVW-175-HT-20
RTVW-175-HT-100

仪器外径:mm
30.5
30.5
24

仪器长度:mm
300
330
300

测量范围:mm
0~20
0~50
0~100

灵敏度k:mm/F
≤0.01
≤0.02
≤0.04

测量精度:

±0.1%F.S


温度测量范围:

-40℃~+120℃


灵敏度:

±0.1℃


耐水压:

≥1MPa


绝缘电阻:

≥50MΩ


储存温度:

-30℃+70℃


(注:频率模数 F=Hz2×10-3)
 

RTVW-175型振弦式裂缝计由测杆、护管、后端座,观测电缆、测温元件、振弦及激振电磁线圈等组成。




监测成果

振动监测:

 图1 加速度时程图

 加速度FFT

图3 加速度反应谱

标准化加速度反应谱

图5 速度时程图

   位移时程图
裂缝监测:
裂缝计数据展示图

裂缝计日报表

裂缝计自由时间段报表



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