1.一种支架水平变形监测方法,其特征在于,包括:根据待监测支架立柱的弯曲刚度R=EI,构建立柱水平变形曲线微分方程;所述支架立柱是由多个节间首尾相连而成;获取所述立柱的水平变形数值与单个节间立柱顺桥向或横桥向倾角之间的映射关系;采集所有所述单个节间范围内的至少3个倾角数据;将所述单个节间范围内的至少3个倾角数据,输入复化辛普森数值积分模型;生成所述支架立柱的水平变形数值,实现对支架水平变形的监测;其中,所述立柱水平变形曲线微分方程为:所述立柱为等截面直梁;式中,ω(x)″表示立柱水平变形曲线二阶导数;M(x)表示立柱弯矩;E表示钢材弹性模量;I表示立柱截面惯性矩;获取所述立柱水平变形数值与单个节间立柱顺桥向或横桥向倾角之间的映射关系,包括:将公式(1)调整为:EIω(x)″=-M(x) 公式(2)沿所述立柱轴向转角θ与水平变形曲线ω(x)的数学关系为:θ(x)=ω(x)′ 公式(3)公式(3)中,θ(x)表示立柱轴向转角;ω(x)′表示立柱水平变形曲线一阶导数;由公式(2)及公式(3)得出:EIθ(x)=EIω(x)′=-∫M(x)dx+C 公式(4)公式(4)中,dx表示立柱微分段;C表示积分常数项;根据所述立柱的受力分析,顺桥向或横桥向M(x)沿高度分布均近似为线性,其表达式为:公式(5)中,M u 表示立柱节间上端弯矩;M b 表示立柱节间下端弯矩;h表示立柱节间高度;令, 由公式(4)得出:θ(x)=Ax 2 +Bx+C 公式(6)A,B,C,表示待求常数。
2.如权利要求1所述的一种支架水平变形监测方法,其特征在于,所述复化辛普森数值积分模型为:式中:N表示将所述待监测支架立柱分为N等份;I表示立柱水平变形积分值;k表示第k段;R N (θ)表示采用辛普森数值积分余项;θ(x)表示x处的倾角值。
3.一种支架水平变形监测装置,其特征在于,包括:构建模块,用于根据待监测支架立柱的弯曲刚度R=EI,构建立柱水平变形曲线微分方程;所述支架立柱是由多个节间首尾相连而成;获取模块,用于获取所述立柱的水平变形数值与单个节间立柱顺桥向或横桥向倾角之间的映射关系;采集模块,用于采集所有所述单个节间范围内的至少3个倾角数据;输入模块,用于将所述单个节间范围内的至少3个倾角数据,输入复化辛普森数值积分模型;监测模块,用于根据所述输入模块生成所述支架立柱的水平变形数值,实现对支架水平变形的监测;其中,所述构建模块中,立柱水平变形曲线微分方程为:所述立柱为等截面直梁;式中,ω(x)″表示立柱水平变形曲线二阶导数;M(x)表示立柱弯矩;E表示钢材弹性模量;I表示立柱截面惯性矩;所述获取模块,具体用于将所述构建模块中的公式(1)调整为:EIω(x)″=-M(x) 公式(2)沿所述立柱轴向转角θ与水平变形曲线ω(x)的数学关系为:θ(x)=ω(x)′ 公式(3)公式(3)中,θ(x)表示立柱轴向转角;ω(x)′表示立柱水平变形曲线一阶导数;由公式(2)及公式(3)得出:EIθ(x)=EIω(x)′=-∫M(x)dx+C 公式(4)公式(4)中,dx表示立柱微分段;C表示积分常数项;根据所述立柱的受力分析,顺桥向或横桥向M(x)沿高度分布均近似为线性,其表达式为:公式(5)中,M u 表示立柱节间上端弯矩;M b 表示立柱节间下端弯矩;h表示立柱节间高度;令, 由公式(4)得出:θ(x)=Ax 2 +Bx+C 公式(6)A,B,C,表示待求常数。
4.如权利要求3所述的一种支架水平变形监测装置,其特征在于,所述输入模块中的复化辛普森数值积分模型为:式中:N表示将所述待监测支架立柱分为N等份;I表示立柱水平变形积分值;k表示第k段;R N (θ)表示采用辛普森数值积分余项;θ(x)表示x处的倾角值。
5.一种支架水平变形监测系统,其特征在于,包括:多个倾角仪和与多个所述倾角仪连接的监测装置;所述多个倾角仪设置在待监测支架立柱上;所述支架立柱是由多个节间首尾相连而成;在每个节间区域内至少设置3个倾角仪;所述监测装置,包括:构建模块,用于根据待监测支架立柱的弯曲刚度R=EI,构建立柱水平变形曲线微分方程;所述支架立柱是由多个节间首尾相连而成;获取模块,用于获取所述立柱的水平变形数值与单个节间立柱顺桥向或横桥向倾角之间的映射关系;采集模块,用于采集所有所述单个节间范围内的至少3个倾角数据;输入模块,用于将所述单个节间范围内的至少3个倾角数据,输入复化辛普森数值积分模型;监测模块,用于根据所述输入模块生成所述支架立柱的水平变形数值,实现对支架水平变形的监测;其中,所述构建模块中,立柱水平变形曲线微分方程为:所述立柱为等截面直梁;式中,ω(x)″表示立柱水平变形曲线二阶导数;M(x)表示立柱弯矩;E表示钢材弹性模量;I表示立柱截面惯性矩;所述获取模块,具体用于将所述构建模块中的公式(1)调整为:EIω(x)″=-M(x) 公式(2)沿所述立柱轴向转角θ与水平变形曲线ω(x)的数学关系为:θ(x)=ω(x)′ 公式(3)公式(3)中,θ(x)表示立柱轴向转角;ω(x)′表示立柱水平变形曲线一阶导数;由公式(2)及公式(3)得出:EIθ(x)=EIω(x)′=-∫M(x)dx+C 公式(4)公式(4)中,dx表示立柱微分段;C表示积分常数项;根据所述立柱的受力分析,顺桥向或横桥向M(x)沿高度分布均近似为线性,其表达式为:公式(5)中,M u 表示立柱节间上端弯矩;M b 表示立柱节间下端弯矩;h表示立柱节间高度;令, 由公式(4)得出:θ(x)=Ax 2 +Bx+C 公式(6)A,B,C,表示待求常数。