專利名稱：一種用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種土木工程技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的壓強(qiáng)計(jì)以及進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
混凝土結(jié)構(gòu)都需要定時(shí)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)或者監(jiān)測(cè)，以確保結(jié)構(gòu)的安全?；炷疗茐那巴ǔ?huì)發(fā)生較大應(yīng)變，較大裂縫，部分壓碎等等，對(duì)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)也通常以上述狀況為主。目前用于混凝土結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的儀器大多都是包含了傳感器系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)， 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，預(yù)警系統(tǒng)等等在內(nèi)的監(jiān)測(cè)儀器，這種儀器使用起來復(fù)雜且貴重，而且微小組件，比如應(yīng)變片等容易在橋梁的長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)力荷載工作下遭到破壞，信號(hào)容易受到干擾，產(chǎn)生紊亂等等。如中國(guó)發(fā)明專利公開號(hào)為CN101241035，名稱為混凝土結(jié)構(gòu)物的裂縫檢測(cè)方法， 該專利公開了一種混凝土結(jié)構(gòu)物的裂縫檢測(cè)方法，其方法步驟包括第一步驟的建置檢測(cè)裝置，第二步驟對(duì)于待測(cè)的鋼筋混凝土裂縫灌入金屬物質(zhì)，以及第三步驟的放射線照射而在成像物件上成像，且于分析鋼筋混凝土的裂縫缺陷分布狀況。又如中國(guó)實(shí)用新型專利CN201593190U，該實(shí)用新型專利涉及一種混凝土應(yīng)變計(jì)組，具體為“混凝土應(yīng)變計(jì)組具有傳感器和連接傳感器的細(xì)鐵絲，其特征在于所述傳感器有七支，以正四面體的結(jié)構(gòu)構(gòu)成應(yīng)變計(jì)組，其中正四面體的六條棱線上各設(shè)置一支傳感器，在一個(gè)面的垂直方向再設(shè)置一支傳感器。適用于水利水電、道路交通等領(lǐng)域的混凝土應(yīng)力三維監(jiān)測(cè)。”
上述的現(xiàn)有儀器使用起來復(fù)雜且貴重，而且比如應(yīng)變片等容易遭到破壞，信號(hào)容易受到干擾，產(chǎn)生紊亂等等，不便于直接觀察。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置，這種監(jiān)測(cè)裝置簡(jiǎn)單且易于觀察，技術(shù)成本低，避免了復(fù)雜的測(cè)量分析，而且大大降低了經(jīng)濟(jì)成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
本發(fā)明所述的用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟 第一步，在待監(jiān)測(cè)的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部放置一個(gè)容器；
第二步，在容器上設(shè)置與容器相通的外伸管，容器和外伸管連接處密封，外伸管的另一端為開口端，通過該開口端沖入氣體；
第三步，沖入氣體后，從外伸管開口端注入一定量的液體，在外伸管中形成液體柱； 第四步，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，容器的體積會(huì)發(fā)生變化，容器體積變化會(huì)引起管內(nèi)壓強(qiáng)變化，管內(nèi)壓強(qiáng)變化通過氣體最終導(dǎo)致外伸管液體柱的上升或下降，這樣便可以根據(jù)液體柱的上下浮動(dòng)情況來判斷結(jié)構(gòu)的整體變化情況。本發(fā)明所述用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，包括放置于待監(jiān)測(cè)的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的容器；所述容器內(nèi)部充滿氣體，所述容器外部設(shè)置一個(gè)與容器相通的外伸管，該外伸管一端和所述容器密封連接，另一端為開口端，所述外伸管中設(shè)有液體柱。上述技術(shù)方案中，所述容器可以根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)需要做成任意形狀，例如用于監(jiān)測(cè)梁的變形情況的容器可做成一個(gè)管狀的空心管，沿梁長(zhǎng)縱向埋在梁的底部，用以監(jiān)測(cè)梁的撓度變化幅度和頻度。這種容器的材料最好采用彈性比較好且耐磨的材料，這樣在混凝土內(nèi)部不易發(fā)生壓壞或磨損。這樣，根據(jù)容器內(nèi)氣壓的變化，可以判斷混凝土的應(yīng)變程度和變化頻度。上述技術(shù)方案中，所述容器上伸出一個(gè)外伸管，從外伸管的一端注入一定量的液體，形成液體柱。所述容器外伸管上設(shè)有刻度。外伸管安在便于隨時(shí)觀察的地方。由物理知識(shí)可知，一定量的氣體所產(chǎn)生的壓強(qiáng)將隨著總體積大小的變化而減小或增強(qiáng)，反過來，也可以從一定量氣體所產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小的變化來判斷氣體的密度及所占的體積量。這樣當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)變化時(shí)外伸管內(nèi)的液體柱便會(huì)隨之上下浮動(dòng)，此時(shí)，可根據(jù)液體柱上下的浮動(dòng)情況來判斷充氣管內(nèi)壓強(qiáng)的變化。這樣，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，容器的體積會(huì)發(fā)生變化，體積變化會(huì)引起壓強(qiáng)變化，壓強(qiáng)變化最終導(dǎo)致液體柱的上升或下降，根據(jù)液體柱的上下浮動(dòng)情況就可以判斷結(jié)構(gòu)的整體變化情況。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在待監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝一個(gè)充氣的容器，容器上連接有外伸管，在外伸管內(nèi)注入一定量的液體柱，通過液體柱的變化判斷容器內(nèi)體積的變化，從而判斷結(jié)構(gòu)的變形情況。本發(fā)明提供了一個(gè)簡(jiǎn)單直觀的監(jiān)測(cè)方法，不僅避免了復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集與分析，而且大大降低了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)費(fèi)用，克服了現(xiàn)有技術(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用昂貴的監(jiān)測(cè)儀器的問題，而且本發(fā)明的裝置可以長(zhǎng)期使用，不會(huì)輕易遭到破壞，也沒有信號(hào)干擾問題。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中采用的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中采用的監(jiān)測(cè)裝置的安裝示意圖。圖中1為容器，2為液體柱，3為刻度上限，4為刻度下限，5為外伸管，6為主梁。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，為本實(shí)施例中采用的監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)施例中容器1的結(jié)構(gòu)形狀為空心管管狀，放置于待監(jiān)測(cè)的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部；所述空心管內(nèi)部充滿氣體，所述空心管外部設(shè)置一個(gè)外伸管5，該外伸管5 —端和所述空心管密封連接，另一端為開口端，所述外伸管中設(shè)有液體柱2。所述外伸管5上設(shè)有刻度上限3，刻度下限4。當(dāng)然，本發(fā)明檢測(cè)裝置中的外伸管5的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選取，不局限于一個(gè)?？梢酝瑫r(shí)設(shè)置多個(gè)，結(jié)果對(duì)比后更為準(zhǔn)確。如圖2所示，以橋梁主梁的監(jiān)測(cè)為例說明。將容器1部分即空心管沿梁長(zhǎng)埋入主梁6下方，長(zhǎng)度盡量保持跟主梁6長(zhǎng)度一致。在不影響外力的情況下，容器1的體積越大測(cè)量結(jié)果越明顯。從外伸管5的開口端沖入氣體，壓強(qiáng)不必太大，再注入一定高度的液體柱2， 液體的密度盡量的大一些，若使用水銀，則需在水銀上方在注入一定量的油脂類液體，防止水銀揮發(fā)。通過實(shí)驗(yàn)確定容器1的變形量，從而確定外伸管5刻度上限3和刻度下限4，正常狀態(tài)下液體柱2是介于刻度上限和刻度下限之間的，若超出了這個(gè)范圍，則表示容器變形量超出了預(yù)警值，也就是主梁的撓度或變形超出了預(yù)警值。外伸管5應(yīng)當(dāng)延伸至橋面板以上，潛在橋兩端的欄桿處，這樣不僅可以保護(hù)外伸管5，還可以方便人們隨時(shí)觀測(cè)液體柱的變化情況。再例如，將容器做成管狀形式，沿鋼筋混凝土柱縱向放置在混凝土內(nèi)部，可觀察鋼筋混凝土柱的徐變情況。此外，可根據(jù)液體柱2上下跳動(dòng)的頻率和幅度來判斷結(jié)構(gòu)的振動(dòng)情況，可以在一定程度上防止振動(dòng)帶來的破壞。要注意，外伸管5—定要盡量的細(xì)，這樣當(dāng)容器的體積發(fā)生微量變化時(shí)才能通過外伸管5里的液體柱2表示出來。由上述可知，本發(fā)明根據(jù)和待檢測(cè)結(jié)構(gòu)在一起的容器體積的變化來判斷結(jié)構(gòu)的變化，不需要供電，可長(zhǎng)時(shí)間用于監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的變形，震動(dòng)，錯(cuò)位壓碎等。本發(fā)明雖不能精確地檢測(cè)出結(jié)構(gòu)的某一個(gè)細(xì)微部位的情況，但若用在很多不需要精確測(cè)量的地方，這種方法相比現(xiàn)有的一些儀器就會(huì)顯示出極大的優(yōu)越性，不僅避免了復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集與分析，大大降低了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)費(fèi)用，操作簡(jiǎn)單直觀，而且可以長(zhǎng)期使用，不會(huì)輕易遭到破壞，也沒有信號(hào)干擾問題。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟第一步，在待監(jiān)測(cè)的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部放置一個(gè)容器；第二步，在容器上伸出與容器相通的外伸管，容器和外伸管連接處密封，外伸管的另一端為開口端，通過該開口端沖入氣體；第三步，沖入氣體后，從外伸管開口端注入液體，在外伸管中形成液體柱；第四步，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，容器的體積會(huì)發(fā)生變化，容器體積變化會(huì)引起管內(nèi)壓強(qiáng)變化，管內(nèi)壓強(qiáng)變化通過氣體最終導(dǎo)致外伸管液體柱的上升或下降，根據(jù)液體柱的上下浮動(dòng)情況來判斷結(jié)構(gòu)的整體變化情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述外伸管設(shè)有刻度上限和刻度下限，正常狀態(tài)下液體柱介于刻度上限和刻度下限之間，若超出了這個(gè)范圍，則表示容器變形量超出了預(yù)警值，即主梁的撓度或變形超出了預(yù)警值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述容器的體積越大測(cè)量結(jié)果越明顯，所述外伸管越細(xì)測(cè)量結(jié)果越明顯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述容器采用具有彈性且耐磨的材料。
5.一種用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括放置于待監(jiān)測(cè)的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的容器；所述容器內(nèi)部充滿氣體，所述容器外部設(shè)置與容器相通的外伸管，容器和外伸管連接處密封，該外伸管另一端為開口端，所述外伸管中設(shè)有液體柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述外伸管上設(shè)有刻度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述容器采用具有彈性且耐磨的材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種土木工程技術(shù)領(lǐng)域的用于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置，在待監(jiān)測(cè)的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部放置一個(gè)容器；在容器上設(shè)置外伸管，容器和外伸管一端密封連接，外伸管的另一端為開口端，通過該開口端沖入氣體；從外伸管開口端注入一定量的液體，在外伸管中形成液體柱；當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，容器的體積會(huì)發(fā)生變化，容器體積變化會(huì)引起管內(nèi)壓強(qiáng)變化，管內(nèi)壓強(qiáng)變化通過氣體最終導(dǎo)致外伸管液體柱的上升或下降，根據(jù)液體柱的上下浮動(dòng)情況來判斷結(jié)構(gòu)的整體變化情況。本發(fā)明提供了一個(gè)簡(jiǎn)單直觀的監(jiān)測(cè)方法和裝置，不僅避免了復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集與分析，而且大大降低了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)費(fèi)用。
文檔編號(hào)G01N33/38GK102393449SQ201110331670
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者方從啟, 段桂珍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)