技術(shù)特征：

1.一種高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法，所應(yīng)用的高支模的組成構(gòu)件中含有多根豎向布置的立桿(1)和多根水平布置的橫桿(2)，并且，所述立桿(1)與所述橫桿(2)的連接位置稱為該立桿(1)的節(jié)點(1a)，其特征在于：

所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法包括：選取至少一根所述立桿(1)作為所述高支模的形變監(jiān)測對象并用高支模形變監(jiān)測預(yù)警設(shè)備對所述形變監(jiān)測對象進行形變監(jiān)測；

所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警設(shè)備設(shè)有數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器并對應(yīng)每一根所述作為形變監(jiān)測對象的立桿(1)設(shè)有一套形變測量構(gòu)件(3)；每一套所述形變測量構(gòu)件(3)均在其所對應(yīng)的立桿(1)的每一個所述節(jié)點(1a)位置上固定安裝有一個管夾(31)，每一個所述管夾(31)均設(shè)有安裝平面(31a)，安裝在同一根所述立桿(1)上的各個所述管夾(31)的安裝平面(31a)位于同一豎直平面；每一套所述形變測量構(gòu)件(3)均對應(yīng)其所在立桿(1)的兩個相鄰所述管夾(31)設(shè)有三個萬向節(jié)(32)和兩根桿件(33)，對于所述兩個相鄰管夾(31)及該兩者對應(yīng)的三個萬向節(jié)(32)和兩根桿件(33)來說：第一根所述桿件(33)的上端通過第一個所述萬向節(jié)(32)與位于上方的所述管夾(31)的安裝平面(31a)連接，第二根所述桿件(33)的下端通過第二個所述萬向節(jié)(32)與位于下方的所述管夾(31)的安裝平面(31a)連接，所述第一根桿件(33)的下端與所述第二根桿件(33)的上端通過第三個所述萬向節(jié)(32)相連，其中，每一套所述形變測量構(gòu)件(3)的各根桿件(33)的長度相等，位于同一根所述立桿(1)上的各個所述萬向節(jié)(32)在對應(yīng)安裝平面(31a)上的安裝位置位于同一條豎向直線上，連接在同一個所述安裝平面(31a)上的兩個所述萬向節(jié)(32)緊靠在一起；每一套所述形變測量構(gòu)件(3)對應(yīng)每一根所述桿件(33)均設(shè)有一個傾角傳感器(34)，每一個所述傾角傳感器(34)均固定在其對應(yīng)的桿件(33)上，且每一個所述傾角傳感器(34)的軸線與其對應(yīng)的桿件(33)的軸向相平行；

所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器能夠?qū)崟r接收每一套所述形變測量構(gòu)件(3)的每一個所述傾角傳感器(34)的實時輸出信號，并能夠按以下步驟計算出所述高支模在每一根所述作為形變監(jiān)測對象的立桿(1)所在部位的形變狀況：

步驟S1、以所述形變測量構(gòu)件(3)的位于最下方的萬向節(jié)(32)在初始時刻的中心位置為原點O、豎向方向為Z軸建立空間直角坐標(biāo)系OXYZ，其中，原點O的空間坐標(biāo)記為(X₀＝0，Y₀＝0，Z₀＝0)；

步驟S2、將所述步驟S1的形變測量構(gòu)件(3)中全部連接在兩根所述桿件(33)之間的萬向節(jié)(32)的中心位置、全部連接在同一個所述安裝平面(31a)上的兩個萬向節(jié)(32)之間的中心位置、位于最上方的所述萬向節(jié)(32)的中心位置作為形變測量點，將各個所述形變測量點由下至上依次進行編號并記為T_k，k為所述形變測量點的序號且1≤k≤n，n為所述形變測量構(gòu)件(3)的形變測量點數(shù)量，并將位于第k個所述形變測量點T_k與第k-1個所述形變測量點T_k-1之間的桿件(33)編號為k，其中，k取值為1時，第k-1個即第0個所述形變測量點即為所述原點O；并且，將第n個所述形變測量點T_n在所述初始時刻的Z軸坐標(biāo)記為Z′_n；

步驟S3、按以下公式計算相鄰兩個所述形變測量點之間的實時高度差、所述n個形變測量點的實時空間坐標(biāo)：

${\mathrm{\Δ}}_k=\frac{L}{\sqrt{1+{\tan }^2{\mathrm{\α}}_k+{\tan }^2{\mathrm{\β}}_k}}$

X_k＝Δ_k·tanα_k

Y_k＝Δ_k·tanβ_k

Z_k＝Δ_k+Z_k-1

其中，α_k和β_k均為安裝在所述編號為k的桿件(33)上的傾角傳感器(34)的實時輸出信號所轉(zhuǎn)換的實時傳感角度，分別表示所述編號為k的桿件(33)在ZOX平面的投影與Z軸之間的實時夾角和所述編號為k的桿件(33)在ZOY平面的投影與Z軸之間的實時夾角，L為所述桿件(33)的長度，Δ_k為第k個所述形變測量點T_k與第k-1個所述形變測量點T_k-1之間的實時高度差，(X_k，Y_k，Z_k)為第k個所述形變測量點T_k的實時空間坐標(biāo)，Z_k-1為第k-1個所述形變測量點T_k-1的實時Z軸坐標(biāo)；k取值為1時，Z_k-1即Z₀＝0為所述原點O的Z軸坐標(biāo)；

步驟S4、計算所述高支模在所述步驟S1的形變測量構(gòu)件(3)所在立桿(1)部位的形變狀況，包括：

所述高支模在所述步驟S1的形變測量構(gòu)件(3)所在立桿(1)部位的實時沉降SE＝Z_n-Z′_n，其中，Z_n為第n個所述形變測量點T_n的實時Z軸坐標(biāo)；

所述高支模在所述步驟S1的形變測量構(gòu)件(3)所在立桿(1)部位的實時層間橫向位移，其中，將所述立桿(1)位于其相鄰兩個所述節(jié)點(1a)之間的空間稱為層，并對所述立桿(1)的各層由下至上依次進行編號，第i層的實時層間橫向位移i為正整數(shù)且

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于：所述固定在所述第一根桿件(33)上傾角傳感器(34)位于該第一根桿件(33)的上部位置上，所述固定在所述第二根桿件(33)上傾角傳感器(34)位于該第二根桿件(33)的下部位置上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于：所述步驟S4中，所述高支模在所述步驟S1的形變測量構(gòu)件(3)所在立桿(1)部位的形變狀況，還包括：

所述高支模在所述步驟S1的形變測量構(gòu)件(3)所在立桿(1)部位的實時層間傾角，其中，所述實時層間傾角為空間角，所述第i層的實時層間傾角為(γ_i，ε_i，θ_i)，按以下公式計算得到：

a＝X_k＝i+1-X_k＝i-1，b＝Y(jié)_k＝i+1-Y_k＝i-1，c＝Y(jié)_k＝i+1-Y_k＝i-1

${\mathrm{\γ}}_i={\cos }^{-1}\[a/\sqrt{a^2+b^2+c^2}\]$

${\mathrm{\ϵ}}_i={\cos }^{-1}\[b/\sqrt{a^2+b^2+c^2}\]$

${\mathrm{\θ}}_i={\cos }^{-1}\[c/\sqrt{a^2+b^2+c^2}\]$

其中，(a，b，c)為第k＝i-1個形變測量點T_k＝i-1到第k＝i+1個形變測量點T_k＝i+1的空間向量，γ_i、ε_i和θ_i分別表示所述空間向量(a，b，c)與X軸、Y軸和Z軸的夾角。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于：所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警設(shè)備還設(shè)有報警裝置；

所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器還能夠按以下步驟對所述高支模在每一根所述作為形變監(jiān)測對象的立桿(1)所在部位的形變狀況進行預(yù)警：

步驟S5、設(shè)置沉降靜態(tài)預(yù)警閾值SE′和沉降靜態(tài)報警閾值SE″，以及所述立桿(1)的每一層的橫向位移靜態(tài)預(yù)警閾值R′_i和橫向位移靜態(tài)報警閾值R″_i；

步驟S6、從所述初始時刻開始，在多個監(jiān)測時刻按照所述步驟S1至步驟S4計算所述實時沉降SE和所述立桿(1)的每一層的實時層間橫向位移R_i；

步驟S7、在任意一個所述監(jiān)測時刻，如果滿足SE′≤SE＜SE″或者所述立桿(1)的任意一層滿足R′_i≤R_i＜R″_i，則驅(qū)動所述報警裝置發(fā)出預(yù)警信號，如果滿足SE≥SE″或者所述立桿(1)的任意一層滿足R_i≥R″_i，則驅(qū)動所述報警裝置發(fā)出報警信號；

步驟S8、從第四個所述監(jiān)測時刻開始的任意一個所述監(jiān)測時刻，將該監(jiān)測時刻的前三個監(jiān)測時刻的實時沉降SE平均值的1.35倍和1.5倍分別設(shè)置為所述高支模在該監(jiān)測時刻的沉降動態(tài)預(yù)警閾值和沉降動態(tài)報警閾值并將所述立桿(1)的每一層在該監(jiān)測時刻的前三個監(jiān)測時刻的實時層間橫向位移R_i平均值的1.35倍和1.5倍分別設(shè)置為所述立桿(1)的每一層在該監(jiān)測時刻的橫向位移動態(tài)預(yù)警閾值和橫向位移動態(tài)報警閾值如果滿足或者所述立桿(1)的任意一層滿足則驅(qū)動所述報警裝置發(fā)出預(yù)警信號，如果滿足或者所述立桿(1)的任意一層滿足則驅(qū)動所述報警裝置發(fā)出報警信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于：所述的報警裝置包括能夠發(fā)出紅黃兩色燈光的LED燈帶(35)；所述LED燈帶(35)將發(fā)出黃色燈光作為所述預(yù)警信號、發(fā)出紅色燈光作為所述報警信號，至少一根所述桿件(33)上安裝有所述LED燈帶(35)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于：所述的報警裝置還包括輔助警示燈；所述輔助警示燈為帶有綠燈和紅燈的蜂鳴報警器，所述輔助警示燈將所述紅燈閃爍且所述蜂鳴報警器發(fā)聲作為所述預(yù)警信號、將所述綠燈常亮作為正常工作信號，所述數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器在未控制所述報警裝置發(fā)出預(yù)警信號和報警信號時，控制所述輔助警示燈發(fā)出正常工作信號。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器設(shè)有處理器、數(shù)據(jù)采集接口、開關(guān)控制模塊和用于為數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器供電的電源管理模塊，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)采集接口與所述各個傾角傳感器(34)的輸出端電氣連接，所述處理器通過所述數(shù)據(jù)采集接口接收所述各個傾角傳感器(34)采集到的傳感信號；所述處理器通過所述開關(guān)控制模塊分別與所述LED燈帶(35)和輔助警示燈電氣連接，所述處理器能夠通過所述開關(guān)控制模塊分別驅(qū)動每一根所述LED燈帶(35)以及驅(qū)動所述輔助警示燈。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高支模形變監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)器還設(shè)有數(shù)據(jù)傳輸接口，所述處理器能夠通過所述數(shù)據(jù)傳輸接口連接外部WiFi傳輸模塊和外部無線數(shù)傳電臺模塊，所述處理器能夠通過所述外部WiFi傳輸模塊或外部無線數(shù)傳電臺模塊與遠程終端進行通信。