專利名稱：空間結(jié)構(gòu)豎向變形測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量裝置，尤其涉及一種空間結(jié)構(gòu)豎向變形的精確測量裝置。
背景技術(shù)：
地基沉降是指地基土層在附加應(yīng)力作用下壓密而引起的地基表面下沉。過大的沉降，特別是不均勻沉降，會使建筑物發(fā)生傾斜、開裂以致不能正常使用。建筑物和土工建筑物修建前，地基中早已存在著土體自身重力的自重應(yīng)力。建筑物和土工建筑物荷載通過基礎(chǔ)或路提的底面?zhèn)鬟f給地基，使天然土層原有的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，在附加的三向應(yīng)力分量作用下，地基中產(chǎn)生了豎向、側(cè)向和剪切變形，導(dǎo)致各點的豎向和側(cè)向位移。地基表面的豎向變形稱為地基沉降，或基礎(chǔ)沉降，由于建筑物荷載差異和地基不均勻等原因，基礎(chǔ)或路提各部分的沉降或多或少總是不均勻的，使得上部結(jié)構(gòu)或路面結(jié)構(gòu)之中相應(yīng)地產(chǎn)生額外的應(yīng)力和變形。地基不均勻沉降超過了一定的限度，將導(dǎo)致建筑物的開裂、歪斜甚至破壞，例如磚墻出現(xiàn)裂縫、吊車輪子出現(xiàn)卡軌或滑軌、高聳構(gòu)筑物傾斜、 機器轉(zhuǎn)軸偏斜、與建筑物連接管道斷裂以及橋梁偏離墩臺、梁面或路面開裂等?？臻g結(jié)構(gòu)豎向變形直接關(guān)系到空間結(jié)構(gòu)的安全，例如海底隧道、地鐵、體育館的安全?，F(xiàn)有技術(shù)中，空間結(jié)構(gòu)豎向變形測量找不到固定點作為基準(zhǔn)，例如隧道的豎向變形、地鐵的豎向變形和體育館的豎向變形等，無法直接采用傳感器進(jìn)行測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種空間結(jié)構(gòu)豎向變形測量裝置，其可以對空間結(jié)構(gòu)的豎向變形進(jìn)行直接測量，方便準(zhǔn)確。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案其包括基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀、測量靜力水準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)處理模塊，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀、測量靜力水準(zhǔn)儀分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接；基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在空間結(jié)構(gòu)的固定基準(zhǔn)點上，測量靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在空間結(jié)構(gòu)的頂端，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀與測量靜力水準(zhǔn)儀之間通過管道連通。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)部的節(jié)點豎向變形不能采用位移計，因為位移計在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中找不到固定點，經(jīng)開發(fā)利用巖土地基大壩經(jīng)常采用的靜力水準(zhǔn)儀來測量。靜力水準(zhǔn)儀是一種電感調(diào)頻類智能型位移傳感器，由精密液位計、儲液罐和連通管道組成。通過管道將所有液位計的液面連通，測量各液位計相對基點的垂直向變形情況。廣泛應(yīng)用于路面線形沉降和剖面沉降、大壩線形沉降以及橋梁撓度的精密測量，安裝時將一個靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在不動點(水平基點)，其它靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在被測點，并用連通管道連接。其原理是通過液位的變化測量被測點相對水平基點的沉降變形。對于以豎向位移為主的變形觀測，其方法是首先根據(jù)建筑場地的地形、地質(zhì)條件和對變形觀測的精度要求，合理布設(shè)變形控制網(wǎng)點。在建筑物附近比較穩(wěn)固的位置埋設(shè)工作基點，直接用以測定建筑物上觀測點的位移，且應(yīng)盡可能在變形影響以外的穩(wěn)固位置埋設(shè)基準(zhǔn)點，用以檢核工作基點本身的穩(wěn)固性。工作基點與基準(zhǔn)點一般都組成網(wǎng)形，用精密水準(zhǔn)測量的方法來施測和檢驗。
基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀與測量靜力水準(zhǔn)儀之間通過管道內(nèi)設(shè)置的水或油連通，靜力水準(zhǔn)儀中一般注入水或油，但冬季可能由于施工原因不能及時供暖，為了長期監(jiān)測故以防凍液代替水，且防凍液不易揮發(fā)，另外在防凍液液面上添加了硅油，進(jìn)一步防止防凍液揮發(fā)，減少液體的損失，保證足夠的液體流動。所有的測量靜力水準(zhǔn)儀皆設(shè)置在同一高度。數(shù)據(jù)處理模塊為PC機，靜力水準(zhǔn)儀將沉降數(shù)值信號傳輸?shù)絇C機進(jìn)行自動采集，實現(xiàn)了對空間結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)測。沉降監(jiān)測采用精密水準(zhǔn)測量的方法，測定布設(shè)于建筑物上測點的高程，通過監(jiān)測測點的高程變化來監(jiān)測建筑物的沉降情況，在周期性的監(jiān)測過程中，一旦發(fā)現(xiàn)下沉量較大或不均勻沉降比較明顯時，隨時報告施工單位。根據(jù)建筑施工規(guī)程要求和地基不均勻沉降將引起建筑破壞的機理，一般應(yīng)在建筑物圍墻每個轉(zhuǎn)折點連接處設(shè)一個監(jiān)測點。由于固定基準(zhǔn)點是整個沉降監(jiān)測的基準(zhǔn)，所以固定基準(zhǔn)點通常選擇不受影響的固定點設(shè)置，確保監(jiān)測結(jié)果的可靠性。液體靜力水準(zhǔn)儀，是根據(jù)液體表面自然保持水平的特性(即連通管原理)而進(jìn)行工作的，當(dāng)儀器主體安放處(測點)出現(xiàn)高程變化時，儀器主體中的液面就出現(xiàn)升降變化， 量測出這些變化量就可以確定每一個測點相對于某一基點的高差。本裝置測量空間結(jié)構(gòu)豎向變形，測量精度高，性能長期穩(wěn)定可靠，測量范圍大，靈敏度高。


圖1為本發(fā)明的模塊示意圖。
具體實施例方式本裝置包括基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀、測量靜力水準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)處理模塊，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀、 測量靜力水準(zhǔn)儀分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接；基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在空間結(jié)構(gòu)的固定基準(zhǔn)點上，測量靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在空間結(jié)構(gòu)的頂端，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀與測量靜力水準(zhǔn)儀之間通過管道連通。基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀與測量靜力水準(zhǔn)儀之間通過管道內(nèi)設(shè)置的水或油連通。所有的測量靜力水準(zhǔn)儀皆設(shè)置在同一高度。數(shù)據(jù)處理模塊為PC機。采用上述設(shè)備的測量方法為1.根據(jù)試驗要求選定測試點及基準(zhǔn)點。2.將管道沿各測試點布好。3.將各靜力水準(zhǔn)儀固定至相應(yīng)測試點及基準(zhǔn)點，并調(diào)整各測量靜力水準(zhǔn)儀的相對高度(最好是在同一水平線上)。4.通過管道將所有靜力水準(zhǔn)儀連通。5.任取一個靜力水準(zhǔn)儀作為輸液口，通過靜力水準(zhǔn)儀上的排氣孔向靜力水準(zhǔn)儀的容器內(nèi)灌入純凈水。(注意只能取一個輸液口，否則連通管內(nèi)的空氣無法排盡)6.連接好各靜力水準(zhǔn)儀的電源線。7.在上述各步檢測、調(diào)試無誤后，即可長期運行監(jiān)測。
權(quán)利要求
1.一種空間結(jié)構(gòu)豎向變形測量裝置，其特征在于，包括基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀、測量靜力水準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)處理模塊，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀、測量靜力水準(zhǔn)儀分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接；基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在空間結(jié)構(gòu)的固定基準(zhǔn)點上，測量靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在空間結(jié)構(gòu)的頂端，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀與測量靜力水準(zhǔn)儀之間通過管道連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間結(jié)構(gòu)豎向變形測量裝置，其特征在于，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀與測量靜力水準(zhǔn)儀之間通過管道內(nèi)設(shè)置的水或油連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的，其特征在于，所有的測量靜力水準(zhǔn)儀皆設(shè)置在同一高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的空間結(jié)構(gòu)豎向變形測量裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)處理模塊為PC機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量裝置，尤其涉及一種空間結(jié)構(gòu)豎向變形的精確測量裝置。本發(fā)明的空間結(jié)構(gòu)豎向變形測量裝置，包括基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀、測量靜力水準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)處理模塊，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀、測量靜力水準(zhǔn)儀分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接；基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在空間結(jié)構(gòu)的固定基準(zhǔn)點上，測量靜力水準(zhǔn)儀設(shè)置在空間結(jié)構(gòu)的頂端，基準(zhǔn)靜力水準(zhǔn)儀與測量靜力水準(zhǔn)儀之間通過管道連通。本裝置測量空間結(jié)構(gòu)豎向變形，測量精度高，性能長期穩(wěn)定可靠，測量范圍大，靈敏度高。
文檔編號G01B13/24GK102269578SQ20101019792
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者付長春, 張紀(jì)剛, 李秋義, 趙鐵軍, 金祖權(quán) 申請人:青島理工大學(xué), 青建集團股份公司