电力塔风电塔结构健康监测解决方案

01 背景说明

      当下国内铁塔数量已经突破 200 万，目前仍在保持 强劲的势头增长。在自然环境和外界条件的作用下：地 震、雷击、滑坡、恶劣气候、老化氧化、潜在的人为偷 盗破坏等因素，造成铁塔难管理和难维护。由于这些因 素，会给铁塔带来一定的安全隐患，铁塔地基容易发生 滑移、倾斜、开裂等现象，从而引起导致铁塔变形、倾 斜、甚至倒塌等。目前，传统的铁塔维护主要靠定期巡 检、人为观测，这些是非常必要的安全防护手段。但上 述手段存在一定主观性，某些参数人工实测困难，且不 易及时发现问题，无法满足铁塔实时监测的需求。 

      综上所述，对铁塔进行自动化实时在线监测是非常有必要的。

02 铁塔病害危害性

03 铁塔主要病害分析

04 监测规范

     ①《钢结构设计标准》 GB 50017-2017 

      ②《输电线路杆塔倾 斜监测装置技术规范》 Q/GDW 559-2010 

      ③《高耸结构设计标 准》GB 50017-2017

05 铁塔分类

     铁塔可以分为非常多种类型，无法一一列举，本方案主要讲述电力塔和风电塔。

     电力塔：电力塔是用来支撑高压输电线路的一 种塔架。它是电力系统中重要的基础 设施之一，主要的功用是将输电线路 悬挂在空中，使电能从发电厂或变电 站输送至各个地方使用。 

     风力塔：风力发电塔是专门用于搭设风力发电 机组、连接风力发电机组的基础设施 之一，通常由塔筒和塔基组成。

06 不同类型铁塔的监测布设

     主要监测内容： 风速风向、 环境温湿度、 基础沉降 、倾斜 结构振动 、结构应变 、钢束预应力。

07 监测方案说明

     1.铁塔基础沉降监测 铁塔基础沉降监测选用静力水准仪，一般情况下对铁塔底部混凝土结构沉降进行监测，对结构整体健康状况 进行评估，根据评估情况提出并预防处理与防护等措施。 

     2.塔身倾斜监测 塔身倾斜监测选用倾角仪。根据铁塔实际情况，在塔身主要受力部位适当布设多个倾斜测点，通过倾斜角度 测量评估铁塔倾斜状态，为健康情况作出评估。 

     3.应力应变监测 结构应变采用表面应变计，铁塔整体为钢结构作为框架，钢结构材料的受力直接影响到整体健康情况，所以 对钢结构的典型受力部位做应力应变分析。

     4.振动监测 铁塔钢结构动力特性参数（频率、振型和阻尼等）和振动水平（振动强度和幅值）是结构整体安全的标志， 结构材料强度的退化会引起结构振动特性的改变，例如结构刚度的降低会引起自振频率的降低，局部振          型的改变 可能预示着结构局部损坏。因此对铁塔动力特性及振动水平的监测能够起到整体上对铁塔健康状态监测的目的。 

     5.环境温湿度监测 环境温湿度传感器采用温湿度传感器，布设于钢结构表面或者底部的混凝土表面。 

     6.风速风向监测 风荷载是结构的主要动力荷载之一。在风荷载作用下将产生振动，引起疲劳损伤累积，导致结构抗力衰减， 通过监测风速、风向，统计最大风速值，可以得出结构的风与结构响应关系，了解钢结构受风动力         荷载的情况。 风速风向仪可以提供一个全面的风场描述。

08 传统检测与在线自动化监测对比

09 监测系统总体框架

10 铁塔监测常用仪器

11 铁塔监测数据平台

     忻德云是一款基于云物联技术实现的智能结构健康安全监测在线平台，由厦门忻德自主研发运维，为结构健康监测项目提供传感器接入，通过互联网将数据实时传入忻德云平台，经由平台内置的解析系统及后端配置系统，形成可视化的数据信息，从而为终端用户提供数据分析、报表查询、险情预警等服务。