倾角倾斜结构安全隐患在线监测方案
时间：2025-07-24
涉川
一、方案介绍
结构物在长期服役过程中，受外界荷载、地基沉降、环境温湿变化或人为改造等因素影响，可能发生倾斜或不均匀形变，进而埋下结构安全隐患。本方案以倾角在线监测为核心，通过布设多点倾角传感器，对建筑结构、基础设施及关键部位的微小倾斜变化进行全天候、连续化、精细化监测，及时识别潜在风险，提升结构安全管理的科学性和预见性。
结构物在长期服役过程中，受外界荷载、地基沉降、环境温湿变化或人为改造等因素影响，可能发生倾斜或不均匀形变，进而埋下结构安全隐患。本方案以倾角在线监测为核心，通过布设多点倾角传感器，对建筑结构、基础设施及关键部位的微小倾斜变化进行全天候、连续化、精细化监测，及时识别潜在风险，提升结构安全管理的科学性和预见性。
二、监测目标
-
实时掌握关键结构物（如桥梁、塔杆、高层建筑、隧道衬砌、边坡支护等）的倾角变化；
-
发现结构受力异常或变形趋势，进行预警提示；
-
辅助分析倾斜诱因，服务结构安全评估与维护决策。
三、需求分析
当前多数结构隐患事前难以察觉，传统人工巡检方式难以满足早期预警和连续数据需求。因此需要构建一套具有高精度、远程实时、低功耗、多协议支持的结构倾角监测系统，实现全天候、分布式感知、智能上传与预警联动。
当前多数结构隐患事前难以察觉，传统人工巡检方式难以满足早期预警和连续数据需求。因此需要构建一套具有高精度、远程实时、低功耗、多协议支持的结构倾角监测系统，实现全天候、分布式感知、智能上传与预警联动。
四、监测方法
采用工业级MEMS倾角传感器结合4G/北斗/LoRa/NB-IoT等通信技术，按需布设在结构关键部位，采集倾角数据并上传至云端平台，配合GIS定位、曲线分析、趋势建模等方法实现可视化监控与智能预警。
采用工业级MEMS倾角传感器结合4G/北斗/LoRa/NB-IoT等通信技术，按需布设在结构关键部位，采集倾角数据并上传至云端平台，配合GIS定位、曲线分析、趋势建模等方法实现可视化监控与智能预警。
五、应用原理
基于静态重力加速度测量原理，倾角传感器实时感知X/Y轴方向的变化角度，通过数字滤波与温度补偿算法提升数据稳定性，利用数据采集终端远程传输至监测平台，由平台自动处理、分析、存储与展示。
基于静态重力加速度测量原理，倾角传感器实时感知X/Y轴方向的变化角度，通过数字滤波与温度补偿算法提升数据稳定性，利用数据采集终端远程传输至监测平台，由平台自动处理、分析、存储与展示。
六、功能特点
-
实时数据采集与上传，支持5~60分钟可配置采集频率；
-
倾角量程±90°，精度优于±0.1°，适应微小变形监测；
-
支持断电续传、离线存储、4G/NB-IoT/LoRa多种通信；
-
云平台支持数据图表、报警联动、历史追溯、PDF导出等；
-
支持远程配置参数与远程维护；
-
可与雨量、振动、应变、温湿度等多参量联动分析。
七、硬件清单
-
高精度双轴倾角传感器若干
-
数据采集终端/采集网关
-
太阳能电源系统或市电供电组件
-
结构定位固定支架或磁吸安装基座
-
云端监测平台与数据服务系统
八、硬件参数（量程、精度）
倾角传感器：
倾角传感器：
-
测量范围：±90°
-
分辨率：0.01°
-
精度：±0.1°
-
工作温度：-40℃～+85℃
-
防护等级：IP66~IP68（依据安装环境）
-
供电方式：DC 12V 或太阳能供电
九、方案实现
在需监控的建筑结构、桥梁构件、边坡挡墙、脚手架立柱、塔吊基础等位置布设倾角传感器，通过采集主机统一接入网络，上传数据至云平台或环保/安监/建设单位本地服务器，监测系统提供Web端与手机APP多端访问界面，方便远程监管与报警查看。
在需监控的建筑结构、桥梁构件、边坡挡墙、脚手架立柱、塔吊基础等位置布设倾角传感器，通过采集主机统一接入网络，上传数据至云平台或环保/安监/建设单位本地服务器，监测系统提供Web端与手机APP多端访问界面，方便远程监管与报警查看。
十、数据分析
平台集成多种分析算法，支持：
平台集成多种分析算法，支持：
-
倾角趋势变化分析
-
偏移角度历史对比分析
-
临界阈值报警模型
-
多点联动监测，分析结构整体受力状态
十一、预警决策
支持分级预警机制（预警、报警、危警），一旦任一监测点数值超过设定阈值，即时向管理人员推送短信、微信、APP弹窗等形式报警信息，提示排查与干预。
支持分级预警机制（预警、报警、危警），一旦任一监测点数值超过设定阈值，即时向管理人员推送短信、微信、APP弹窗等形式报警信息，提示排查与干预。
十二、方案优点
-
系统自动化程度高，运行稳定可靠；
-
高精度低功耗设计，适合野外长期部署；
-
无需频繁人工干预，显著节省人力成本；
-
支持远程维护与参数调整，方便项目后期扩展与升级；
-
可扩展多种传感器形成结构多参数监测系统。
十三、应用领域
-
桥梁、边坡、基坑支护等工程结构
-
高层建筑与超限施工结构
-
古建筑保护与监测
-
塔吊、脚手架、龙门架等临建结构
-
大型设备或储罐基础安全监测
十四、效益分析
-
提升工程结构运行安全等级
-
减少人工巡检频率与成本
-
为结构隐患治理提供数据支撑
-
降低突发事故概率与社会影响
-
满足相关部门远程监管需求
十五、国标规范
-
GB/T 50344-2019 《建筑结构监测技术标准》
-
GB 50011-2010 《建筑抗震设计规范》
-
GB 50452-2008 《岩土工程监测技术规范》
-
JT/T 1038-2016《桥梁结构健康监测系统技术规范》
-
HJ 212-2017《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》
十六、参考文献
-
《结构健康监测技术与工程实践》, 高等教育出版社
-
《岩土工程监测与预警系统设计研究》, 中国建筑工业出版社
-
各类倾角传感器应用白皮书与工程案例汇编资料
十七、案例分享
-
某高速公路边坡支护体倾斜监测项目，部署10套倾角传感器实现24小时预警
-
某塔吊基础动态安全监测项目，实现施工期间远程监管与报警联动
-
某古建筑斜向位移监测示范点，结合应变计、裂缝计形成综合监测体系
上一篇：古建筑微小形变在线监测方案