一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于橋梁監(jiān)測領域，具體涉及一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：固定于地基的混凝土墩(3)，與混凝土墩(3)連接的固定支座(2)、與固定支座(2)連接的地基雷達儀器(1)，該地基雷達儀器(1)用于對橋梁(4)進行干涉策測量；所述地基雷達儀器(1)、固定支座(2)和混凝土墩(3)位于橋梁(4)和地基之間。本發(fā)明解決了現(xiàn)有儀器只能單次監(jiān)測橋梁變形的問題；同時解決了儀器設計基準穩(wěn)定性問題；連續(xù)監(jiān)測方法使操作員不需將儀器長期安置就能能夠對監(jiān)測目標長期連續(xù)監(jiān)測；該系統(tǒng)結構簡單，調試方便，可實現(xiàn)對橋梁健康狀況連續(xù)的、精確的監(jiān)測。
【專利說明】一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形的系統(tǒng)及方法，適用于監(jiān)測橋梁及其他工程結構。
【背景技術】
[0002]地基雷達微波測量儀，主要應用于橋梁及建筑物的變形監(jiān)測。
[0003]目前地基雷達儀器普遍架設在活動支架上，在橋梁監(jiān)測時，選擇視線良好易于測量處架設儀器，進行變形測量。其通過微波干涉測量，通過比較反射信號的相位差來確定變形量。在橋梁變形觀測中，可以測得該時段內橋梁的形變。儀器本身不同與全站儀等裝置，其不存在“中心”，由于安置的變動性，僅憑借活動支架無法精確保證IBIS-S儀器安置在同一個位置。而每次架設地點和方位都不相同，儀器所測數(shù)據(jù)只能作為單次的分析，不能形成對比，也就無法確定前后兩期監(jiān)測目標的變形量，故不能對橋梁進行長期的變形分析。

【發(fā)明內容】

[0004]技術問題:針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)不同期次的橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)的連接，從而連續(xù)監(jiān)測分析橋梁的變形。
[0005]
【發(fā)明內容】
:為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:固定于地基的混凝土墩，與混凝土墩連接的固定支座、與固定支座連接的地基雷達儀器，該地基雷達儀器用于對橋梁進行干涉策測量；所述地基雷達儀器、固定支座和混凝土墩位于橋梁和地基之間。
[0006]優(yōu)選的，固定支座包括支撐桿、升降筒、角度板、連接口 ；
[0007]支撐桿固定連接在混凝土墩中，升降筒兩側固定連接在支撐桿上，角度板下表面連接在升降筒上，角度板上表面通過連接口與地基雷達儀器活動連接，地基雷達儀器利用微波干涉測量橋梁的形變狀況，按預設周期監(jiān)測，實現(xiàn)橋梁的連續(xù)監(jiān)測。
[0008]本發(fā)明還提供了一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形的方法，該方法包括如下步驟:
[0009]在監(jiān)測橋梁的下方修建混凝土墩，將固定支座的支撐桿凝固在混凝土墩中，地基雷達儀器通過螺絲安置在固定支座的角度板上，調整角度板和升降筒使得地基雷達儀器面向需要測量的橋梁底側；
[0010]角度板和升降筒保持該方位在隨后的測量中始終不變；地基雷達儀器以微波干涉的方式對橋梁底側按照一定頻率通過比較反射信號的相位差來確定兩個采樣之間的變形，測量一段時間后，設為一周期，形成該時段的橋梁變形數(shù)據(jù)，拆除地基雷達儀器其他裝置不動；
[0011]在二周期測量時，將地基雷達儀器安置在原位置，打開第一周期測量時的數(shù)據(jù)，銜接第一周期的數(shù)據(jù)，測量一段時間，該時段測量稱為二周期；
[0012]前一周期的最后一個采樣數(shù)據(jù)和相鄰周期的第一個采樣數(shù)據(jù)的形成相位差，這樣各個周期將連接起來，共同形成了橋梁的連續(xù)監(jiān)測變形曲線，監(jiān)測了橋梁的變形。[0013]有益效果:本發(fā)明解決現(xiàn)有地基雷達在監(jiān)測橋梁中必須長期不間斷測量的問題，固定支座的設計使得儀器有了穩(wěn)定的安置位置，儀器在每期的監(jiān)測中都處于相同的方位和姿態(tài)，保證了微波干涉測量路徑的相同，通過差分數(shù)據(jù)即可得到不同時間段之間橋梁的變形量，這樣，儀器每次只需測量很少一段時間，按周期對橋梁監(jiān)測，即可達到將儀器長期安置測量的效果，提高的儀器的使用效率，減少了外部測量時間，節(jié)省人力資源。整個系統(tǒng)安裝方便快捷，易于調節(jié)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的地基雷達儀器、固定支座測量系統(tǒng)的安裝示意圖。
[0015]圖2為固定支座的結構示意圖。
[0016]基雷達儀器1、固定支座2、混凝土墩3、橋梁4、橋墩5、支撐桿6、升降筒7、角度板9、連接口 8。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖及實施方式對本發(fā)明專利作進一步詳細的說明:
[0018]本發(fā)明解決現(xiàn)有地基雷達在監(jiān)測橋梁中必須長期不間斷測量的問題，固定支座的設計使得儀器有了穩(wěn)定的安置位置，儀器在每期的監(jiān)測中都處于相同的方位和姿態(tài)，保證了微波干涉測量路徑的相同，通過差分數(shù)據(jù)即可得到不同時間段之間橋梁的變形量，這樣，儀器每次只需測量很少一段時間，按周期對橋梁監(jiān)測，即可達到將儀器長期安置測量的效果，提高的儀器的使用效率，減少了外部測量時間，節(jié)省人力資源。整個系統(tǒng)安裝方便快捷，易于調節(jié)。
[0019]本發(fā)明所提供的地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形系統(tǒng)采用基于相對位置穩(wěn)定的固定支座安裝儀器，利用該穩(wěn)定支座在每一期儀器測量時都有相同的測量路徑原理監(jiān)測橋梁的變形，將每一期的變形數(shù)據(jù)連接起來，形成連續(xù)觀測。與現(xiàn)有技術的主要區(qū)別在于，地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形方法，采用支座固定安裝的方式，不需不間斷一直架設儀器測量，每一期監(jiān)測，只需將儀器安置的該固定支座上，進行一段時間測量，對各期的測量數(shù)據(jù)連接，形成對橋梁的長期連續(xù)觀測。
[0020]參見圖1 一 2，本發(fā)明提供的地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:固定于地基的混凝土墩3，與混凝土墩3連接的固定支座2、與固定支座2連接的地基雷達儀器1，該地基雷達儀器I用于對橋梁4進行干涉策測量；所述地基雷達儀器1、固定支座2和混凝土墩3位于橋梁4和地基之間。
[0021]固定支座2包括支撐桿6、升降筒7、角度板9、連接口 8 ；
[0022]支撐桿6固定連接在混凝土墩3中，升降筒7兩側固定連接在支撐桿6上，角度板9下表面連接在升降筒7上，角度板9上表面通過連接口 8與地基雷達儀器I活動連接，地基雷達儀器I利用微波干涉測量橋梁的形變狀況，按預設周期監(jiān)測，實現(xiàn)橋梁的連續(xù)監(jiān)測。
[0023]本發(fā)明還提供了一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形的方法，在監(jiān)測橋梁的下方尋找合適位置修建混凝土墩3，將固定支座2的支撐桿6凝固在混凝土墩3中，地基雷達儀器I通過螺絲安置在固定支座2的角度板9上，調整角度板9和升降筒7使得地基雷達儀器I面向需要測量的橋梁底側；[0024]角度板9和升降筒7保持該方位在隨后的測量中始終不變；建立項目文件，地基雷達儀器I以微波干涉的方式對橋梁底側按照一定頻率通過比較反射信號的相位差來確定兩個采樣之間的變形，測量一段時間后，設為一周期，將形成該時段的橋梁變形曲線，拆除地基雷達儀器I其他裝置不動；在二周期測量時，將地基雷達儀器I安置在原位置，打開第一周期測量時的項目文件，銜接第一周期的數(shù)據(jù)，測量一段時間，該時段測量稱為二周期，后續(xù)其他周期測量同樣如此；
[0025]各個周期的數(shù)據(jù)都在同一個項目文件中，前一周期的最后一個采樣數(shù)據(jù)和相鄰周期的第一個采樣數(shù)據(jù)的形成相位差，這樣各個周期將連接起來，共同形成了橋梁的連續(xù)監(jiān)測變形曲線。
[0026]實施例
[0027]如圖1所示，地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形系統(tǒng)包括與地基雷達儀器I連接的固定支座2，固定支座2下端連接混凝土墩3，地基雷達儀器I對橋梁4干涉測量。
[0028]在本實施例中，固定支座2主要由支撐桿6、升降筒7、角度板9、連接口 8組成。固定支座2的支撐桿6使用混凝土澆筑的方式固定連接在混凝土墩3中，混凝土墩3保證在設計基準下滿足穩(wěn)定性和抗震要求，為測量系統(tǒng)提供可靠的穩(wěn)定平臺。固定支座的角度版9與地基雷達儀器I底座通過卡口螺絲相連，實現(xiàn)儀器的自由拆裝，方便快捷。地基雷達儀器I利用微波干涉測量橋梁的形變狀況，按一定周期監(jiān)測，實現(xiàn)橋梁的連續(xù)監(jiān)測。
[0029]本實例中，地基雷達I的每期監(jiān)測數(shù)據(jù)在同一個測量基準下，所測形變可以相互連接，對各期的變形數(shù)據(jù)進行分析，辨認所監(jiān)測數(shù)據(jù)特性變化和趨勢，并得出結論，評估橋梁的健康狀況。
[0030]本發(fā)明解決了現(xiàn)有儀器只能單次監(jiān)測橋梁變形的問題；同時解決了儀器設計基準穩(wěn)定性問題；連續(xù)監(jiān)測方法使操作員不需將儀器長期安置就能能夠對監(jiān)測目標長期連續(xù)監(jiān)測；該系統(tǒng)結構簡單，調試方便，可實現(xiàn)對橋梁健康狀況連續(xù)的、精確的監(jiān)測。
[0031]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:固定于地基的混凝土墩(3)，與混凝土墩(3)連接的固定支座(2)、與固定支座(2)連接的地基雷達儀器(I)，該地基雷達儀器(I)用于對橋梁(4)進行干涉策測量；所述地基雷達儀器(I)、固定支座(2)和混凝土墩(3)位于橋梁(4)和地基之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形系統(tǒng)，其特征在于，固定支座(2)包括支撐桿(6)、升降筒(7)、角度板(9)、連接口⑶； 支撐桿(6)固定連接在混凝土墩(3)中，升降筒(7)兩側固定連接在支撐桿(6)上，角度板(9)下表面連接在升降筒(7)上，角度板(9)上表面通過連接口(8)與地基雷達儀器(I)活動連接，地基雷達儀器(I)利用微波干涉測量橋梁的形變狀況，按預設周期監(jiān)測，實現(xiàn)橋梁的連續(xù)監(jiān)測。
3.—種地基雷達連續(xù)監(jiān)測橋梁變形的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 在監(jiān)測橋梁的下方修建混凝土墩(3)，將固定支座(2)的支撐桿(6)凝固在混凝土墩(3)中，地基雷達儀器(I)通過螺絲安置在固定支座(2)的角度板(9)上，調整角度板(9)和升降筒(7)使得地基雷達儀器(I)面向需要測量的橋梁底側； 角度板(9)和升降筒(7)保持該方位在隨后的測量中始終不變；地基雷達儀器(I)以微波干涉的方式對橋梁底側按照一定頻率通過比較反射信號的相位差來確定兩個采樣之間的變形，測量一段時間后，設為一周期，形成該時段的橋梁變形數(shù)據(jù)，拆除地基雷達儀器(I)其他裝置不動； 在二周期測量時，將地基雷達儀器(I)安置在原位置，打開第一周期測量時的數(shù)據(jù)，銜接第一周期的數(shù)據(jù)，測量一段時間，該時段測量稱為二周期； 前一周期的最后一個采樣數(shù)據(jù)和相鄰周期的第一個采樣數(shù)據(jù)的形成相位差，這樣各個周期將連接起來，共同形成了橋梁的連續(xù)監(jiān)測變形曲線，監(jiān)測了橋梁的變形。
【文檔編號】G01B15/06GK103983220SQ201410169659
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權日:2014年4月24日
【發(fā)明者】胡伍生, 金旭輝, 王昊卿, 陳凱, 華遠峰 申請人:東南大學, 中國路橋工程有限責任公司