智能地锚讲解

智能地锚(在美国也称为 "土锚")被用于建筑和土木工程,以阻止堤坝、侧墙和类似结构的坍塌。 与标准的地面或土质锚固系统不同,智能地锚使用数据记录器将锚的状态信息发送到控制中心,从而可以监测结构的稳定性。 

这种远程监控能力有助于大幅降低事故风险,因为可以近乎实时地检测到结构的移动,并根据需要采取行动稳定结构或疏散周围区域。这篇博客解释了智能地锚的工作原理,并概述了它们与传统锚固方式相比的优势。欲了解更多信息,请阅读我们的电子书《地面锚固的荷载监测》。  

地锚:它们是什么,它们为什么重要?

许多建筑和土木工程结构,从挡土墙到隧道,都涉及到切入或堆积泥土的方式,从而形成不稳定的墙或堤坝,对下面的人和物构成危险。为了稳定泥土,工程师们在泥土上覆盖了一层外层或表皮,由混凝土等材料制成,通过大的金属或玻璃纤维增强塑料针或 "筋 "推入基质来固定。 

这些长达70米的筋被称为地锚、土锚、敲击式土锚或机械锚。地锚也被用来固定桅杆和其他直立结构上的绳索。 

监测地锚:为什么重要?

地锚的正确定位、安装和监测对于确保它们所固定的结构的稳定性和安全性至关重要。在实践中,这些结构可能包括从高速公路路堤到无线电发射塔。最重要的监测阶段是在地锚安装后立即进行,因为这时它们最有可能移动和被调整。 

然而,在结构的整个生命周期中,建议(或规定)定期监测地锚,以确保其完整性不受环境变化的影响。这个过程不能掉以轻心;根据研究,仅山体滑坡每年就在世界各地造成约4000人死亡,因此监测任何可能在人类活动附近坍塌的土堤的完整性非常重要。 

地锚监测的选项

根据地锚的设计,主要有三种监测地锚的方法。

  • 握住锚尾部的解除程序。这有赖于对从锚上伸出的细丝或 "尾巴 "进行压力测量。并非所有的锚的设计都有这样的功能,而那些有这样功能的锚往往非常笨重。 
  • 在螺纹锚板上抓取的解除程序。这 需要带有外螺纹的锚板和超大的支承板的锚。它还需要特殊的受力设备,如千斤顶椅和连接元件等部件。
  • 称重传感器程序。这涉及到将一个称重传感器永久地连接到锚上,因此,随着时间的推移,负载可以很容易地被监测。 

第三种程序预计会越来越受欢迎,因为它与所有的地锚设计兼容,并且在现场进行读数时不需要监测人员携带特殊设备。此外,它允许通过数据记录器进行远程读数,有可能以极低的每次读数成本产生近乎实时的信息。 

什么是智能地锚?

将称重传感器连接到地锚上意味着有一个设备在不断监测地锚的状况。然而,在传统的设置中,技术人员仍然需要到现场进行称重传感器的读数,以便监测产生有用的信息。但是,随着无线技术的出现,现在有可能在每个称重传感器上安装一个数据记录器,并定期将读数传输到网关或基站。在那里,数据可以通过互联网连接从任何地方进行分析和访问。 

如果需要的话,这些所谓的智能地锚可以在几乎连续的基础上提供状态数据。数据记录器可由电池供电,可持续数年,不需要布线或电源安装。而且,它们可以由没有经过培训的人使用移动应用程序进行配置。 

智能地锚的设置示意图

 

智能地锚的优势是什么?

与传统的地锚监测技术相比,使用智能技术具有以下优势。

  • 人力。由于智能地锚可以连续多年自动发送数据,因此它们不需要技术人员定期访问现场。这使得专家们可以将更多的时间用于增值工作。他们只需要在出现问题的时候访问现场。  
  • 成本。Worldsensing 的一项分析表明,智能地锚系统每小时读数的成本仅为 1.60 欧元,为期三年。而每季度进行一次人工读数,每次读数的成本约为 3,480 欧元。 
  • 数据。智能地锚系统可以每小时甚至更有规律地传输数据,让工程师对结构完整性的变化有一个近乎实时的了解。这将使技术人员能够发现在季度或年度访问中不明显的突然转变。 

这三个好处加起来就是一个非常有力的论据,说明在任何存在重大风险和尺寸的情况下,都应该使用智能地锚系统,否则可能需要人工检查。随着建筑和土木工程项目业主在避免可能导致生命损失的事故方面的压力越来越大,单是更好的数据分析所带来的安全效益就可以证明采用智能地锚是合理的。 

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