一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)包括多個靜力水準(zhǔn)儀，多個靜力水準(zhǔn)儀均通過安裝架安裝在所監(jiān)測橋梁梁體上，所監(jiān)測橋梁的梁體為箱梁，安裝架安裝在箱梁頂板底部；安裝架包括三角形支撐架和安裝在三角形支撐架上且安裝高度可調(diào)的支撐板，三角形支撐架橫橋向布設(shè)且靜力水準(zhǔn)儀安裝在支撐板上，該監(jiān)測系統(tǒng)安裝布設(shè)簡便、受外側(cè)環(huán)境影響小且監(jiān)測精度高，使用效果好；本發(fā)明所公開監(jiān)測方法包括步驟：一、測點(diǎn)確定及基準(zhǔn)點(diǎn)選擇；二、安裝架安裝；三、靜力水準(zhǔn)儀安裝；四、長期撓度監(jiān)測，過程如下：初始液位高度獲取、撓度監(jiān)測時間點(diǎn)確定和撓度監(jiān)測，該監(jiān)測方法步驟簡單、實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好且能對橋梁撓度長期、有效監(jiān)測。
【專利說明】一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁撓度監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]對復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行長期監(jiān)測、橋梁特殊檢查等過程中，均需要對橋梁的撓度進(jìn)行長期的固定周期監(jiān)測，有些情況下甚至需要進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并且撓度監(jiān)測精度要求較高，一般常用水準(zhǔn)儀或精度較高的全站儀進(jìn)行撓度測量，部分橋梁監(jiān)測采用靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)對撓度進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)測。其中，用水準(zhǔn)儀或全站儀進(jìn)行測量時，由于受氣候、溫度、行駛車輛、安全因素等多方面的影響，致使測量的精度和頻率大打折扣，橋梁撓度的實(shí)時監(jiān)測則更加困難。而現(xiàn)行常見的靜力水準(zhǔn)測量過程如下:在梁底或梁側(cè)腹板內(nèi)壁鑿孔植筋，將靜力水準(zhǔn)儀安裝固定在腹板上，以此來測量箱梁腹板的變形，進(jìn)而估算相鄰頂板的撓度值以此來測量梁體的變形。實(shí)際使用過程中，上述現(xiàn)有的靜力水準(zhǔn)測量方法存在以下嚴(yán)重的缺陷與不足:一方面，監(jiān)測裝置布設(shè)在梁側(cè)或梁底，受自然環(huán)境影響大，維護(hù)成本高，且需在腹板上鑿孔，會對箱梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不必要的破壞；另一方面，對于連續(xù)剛構(gòu)橋等梁底縱坡較大的橋梁而言，難以布設(shè)在與梁體變形位置高度相當(dāng)?shù)奈恢?，只能根?jù)腹板或底板的測量值，粗略計算出不同箱室內(nèi)頂板的撓度，并且不能反映跨中、四分點(diǎn)等關(guān)鍵截面上橫橋向不同位置處的精確撓度。綜上，現(xiàn)有的撓度監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法不易實(shí)現(xiàn)對橋面撓度進(jìn)行精確、快捷、安全、方便及實(shí)時監(jiān)測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種安裝布設(shè)簡便、受外側(cè)環(huán)境影響較小且監(jiān)測精度較高、使用效果好的大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括多個靜力水準(zhǔn)儀，多個所述靜力水準(zhǔn)儀均通過安裝架安裝在所監(jiān)測橋梁的梁體上，所監(jiān)測橋梁的梁體為箱梁；所述安裝架的數(shù)量為多個且其數(shù)量與靜力水準(zhǔn)儀的數(shù)量相同，多個所述安裝架沿所監(jiān)測橋梁的縱橋向由前至后布設(shè)，多個所述安裝架均固定安裝在所述箱梁的頂板底部；多個所述靜力水準(zhǔn)儀均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相接，且多個所述靜力水準(zhǔn)儀和所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)；多個所述安裝架的結(jié)構(gòu)均相同，所述安裝架包括三角形支撐架和安裝在所述三角形支撐架上且安裝高度可調(diào)的支撐板，所述三角形支撐架沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)，所述靜力水準(zhǔn)儀安裝在支撐板上；所述三角形支撐架包括第一支撐桿、固定在第一支撐桿一端下方的第二支撐桿和連接于第一支撐桿另一端與第二支撐桿下端之間的斜支撐桿，所述第一支撐桿、第二支撐桿和斜支撐桿均布設(shè)在同一平面上，所述第一支撐桿平貼在所述箱梁的頂板底部，所述第二支撐桿與第一支撐桿呈垂直布設(shè)，所述支撐板與第一支撐桿呈平行布設(shè)；所述第一支撐桿通過多個膨脹螺栓固定在所述箱梁的頂板上。
[0005]上述一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:多個所述靜力水準(zhǔn)儀的貯液容器之間通過連通管相互連通，多個所述靜力水準(zhǔn)儀的安裝高度均相同。
[0006]上述一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述第一支撐桿、第二支撐桿和斜支撐桿均為型鋼；所述第一支撐桿上開有多個分別供膨脹螺栓安裝的螺栓安裝孔，所述第一支撐桿的一端與第二支撐桿的上端固定連接，所述斜支撐桿的兩端分別與第一支撐桿的另一端與第二支撐桿的下端固定連接；所述斜支撐桿位于第二支撐桿的一側(cè)，所述支撐板位于斜支撐桿的另一側(cè)且其安裝在斜支撐桿下部，所述支撐板沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)；所述第一支撐桿與第二支撐桿之間以及所述斜支撐桿與第一支撐桿和第二支撐桿之間均以焊接方式固定連接。
[0007]上述一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述安裝架中所述三角形支撐架的數(shù)量為多個，多個所述三角形支撐架的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且其沿所監(jiān)測橋梁的縱橋向由前至后布設(shè)，多個所述三角形支撐架呈平行布設(shè)，前后相鄰兩個所述三角形支撐架之間均通過多個連接件進(jìn)行連接；所述安裝架中支撐板的數(shù)量為一個，所述支撐板安裝在多個所述三角形支撐架的第二支撐桿上，多個所述三角形支撐架的第二支撐桿均布設(shè)在同一平面上，且多個所述三角形支撐架的第二支撐桿上均開有供支撐板安裝的安裝孔；多個所述連接件連接于前后相鄰兩個所述三角形支撐架的第二支撐桿之間，且多個所述連接件由上至下布設(shè)。
[0008]上述一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述第一支撐桿沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)，所述第一支撐桿和第二支撐桿均為角鋼，所述第一支撐桿的兩邊分別為第一直角邊和第二直角邊，第二支撐桿的兩邊分別為第三直角邊和第四直角邊；所述第一直角邊平貼在所述箱梁的頂板底部，所述第三直角邊上部平貼在所述第二直角邊的內(nèi)壁上且所述第三直角邊上部與所述第二直角邊的內(nèi)壁固定連接，所述第二支撐桿的頂端固定在所述第一直角邊的底面上。
[0009]上述一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是:所述支撐板的橫截面為L形，所述支撐板包括安裝在第二支撐桿上的第一安裝板和布設(shè)在所述第一安裝板上部外側(cè)且供的靜力水準(zhǔn)儀安裝的第二安裝板；所述第一安裝板與第二安裝板連接為一體且二者呈垂直布設(shè)，所述靜力水準(zhǔn)儀通過多個第一連接螺栓安裝在所述第二安裝板上；所述第一安裝板通過多個第二連接螺栓安裝在第二支撐桿上，所述第二支撐桿上開有一個供第二連接螺栓安裝的長條形安裝孔，所述第一安裝板上開有供第二連接螺栓安裝的圓形安裝孔。
[0010]同時，本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡單、實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好且能對橋梁撓度進(jìn)行長期、有效監(jiān)測的大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測方法，其特征在于該方法包括以下步驟:
[0011]步驟一、測點(diǎn)確定及基準(zhǔn)點(diǎn)選擇:對所監(jiān)測橋梁的梁體上需進(jìn)行撓度監(jiān)測的多個測點(diǎn)進(jìn)行確定，并從所確定的多個測點(diǎn)中選取一個測點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；所監(jiān)測橋梁的梁體為箱梁；多個所述測點(diǎn)的數(shù)量為N個，N個所述測點(diǎn)分別為測點(diǎn)1、測點(diǎn)2、…、測點(diǎn)N，其中N為正整數(shù)且N彡2個；所述基準(zhǔn)點(diǎn)為測點(diǎn)i，其中i為正整數(shù)且KiSN;
[0012]步驟二、安裝架安裝:在步驟一中所確定的N個測點(diǎn)上分別安裝一個安裝架，N個所述安裝架均固定安裝在所述箱梁的頂板底部；
[0013]步驟三、靜力水準(zhǔn)儀安裝:在步驟二中已安裝完成的N個所述安裝架的支撐板上分別安裝一個靜力水準(zhǔn)儀，并通過連通管將所安裝的N個靜力水準(zhǔn)儀的貯液容器相互連通，N個所述靜力水準(zhǔn)儀均與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相接；N個所述靜力水準(zhǔn)儀分別通過一個安裝架安裝在N個所述測點(diǎn)上；
[0014]步驟四、長期撓度監(jiān)測，過程如下:
[0015]步驟401、初始液位高度獲取:步驟三中N個所述靜力水準(zhǔn)儀均安裝完成后，通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對N個所述靜力水準(zhǔn)儀測試出的初始液位高度進(jìn)行采集并記錄；N個所述靜力水準(zhǔn)儀測試出的初始液位高度分別記作&2、…、1% ；
[0016]步驟402、撓度監(jiān)測時間點(diǎn)確定:步驟401中初始液位高度獲取后，按照預(yù)先設(shè)計的撓度監(jiān)測周期或撓度監(jiān)測頻率，并結(jié)合所監(jiān)測橋梁撓度監(jiān)測期的期限，對所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁的所有撓度監(jiān)測時間點(diǎn)進(jìn)行確定；所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁的撓度監(jiān)測時間點(diǎn)總數(shù)量為η個，η個所述撓度監(jiān)測時間點(diǎn)分別記作tpt2、…、tn ;其中，η為正整數(shù)且η彡3 ;
[0017]步驟403、撓度監(jiān)測:所監(jiān)測橋梁使用過程中，按照步驟402中所確定的撓度監(jiān)測時間點(diǎn)，由先至后對所監(jiān)測橋梁在各撓度監(jiān)測時間點(diǎn)的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，并對測試得出的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行同步記錄；其中，所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁在各撓度監(jiān)測時間點(diǎn)的撓度數(shù)據(jù)測試方法均相同；對任一個撓度監(jiān)測時間點(diǎn)tk的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行測試時，過程如下:
[0018]步驟4031、當(dāng)前液位高度獲取:通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對當(dāng)前狀態(tài)下多個所述靜力水準(zhǔn)儀測試出的液位高度進(jìn)行采集并記錄，此時N個所述靜力水準(zhǔn)儀測試出的液位高度分別記作hkl、hk2、…、hkN;其中，k為正整數(shù)且k= 1、2、…、η;
[0019]步驟4032、各測點(diǎn)的相對垂直位移確定:根據(jù)步驟4031中所記錄的多個所述靜力水準(zhǔn)儀測試出的液位高度，并結(jié)合步驟401中所記錄的N個所述靜力水準(zhǔn)儀測試出的初始液位高度，對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定；
[0020]N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量確定方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定時，根據(jù)公式h?(k) = O^-hd-O^-hJ，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量hji(k);當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量分力Il記作 hli(k)、h2i(k)...、hNi(k)；
[0021]步驟4033、撓度數(shù)據(jù)記錄:對步驟4032中所確定的當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行記錄，且當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量為所監(jiān)測橋梁在撓度監(jiān)測時間點(diǎn)tk的撓度數(shù)據(jù)。
[0022]上述方法，其特征是:步驟一中對所監(jiān)測橋梁的梁體上需進(jìn)行撓度監(jiān)測的多個測點(diǎn)進(jìn)行確定后，還需對所確定的N個測點(diǎn)的位置進(jìn)行測量，并對測量結(jié)果進(jìn)行記錄；N個所述測點(diǎn)沿所述箱梁的中心軸線由前至后布設(shè)；
[0023]步驟4032中當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量為當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的沉降量，且各測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量均為豎直方向上的位移量；
[0024]步驟4032中對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定后，還需根據(jù)測量出的N個測點(diǎn)的布設(shè)位置，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量；對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量進(jìn)行計算之前，先根據(jù)N個測點(diǎn)的位置測量結(jié)果，對N個測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的水平距離分別進(jìn)行計算，其中測點(diǎn)j與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的水平距離記作Iji ；
[0025]N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量計算方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量進(jìn)行計算時，根據(jù)公式a.丨丨k； =Circlan^p-，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測






ji
點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量a ji(k);當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量分別記作 α li (k) > a2i(k)...、Q Ni (k) °
[0026]上述方法，其特征是:步驟三中進(jìn)行靜力水準(zhǔn)儀安裝時，安裝在所述基準(zhǔn)點(diǎn)上的靜力水準(zhǔn)儀的貯液容器通過連接管與安裝高度固定的液體存儲容器相接，所述液體存儲容器內(nèi)安裝有液位檢測單元；
[0027]步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取時，還需對此時所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度進(jìn)行記錄，所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度記作Htl ；
[0028]步驟4032中對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定后，根據(jù)所記錄的所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度H0和當(dāng)前狀態(tài)下所述液位檢測單元所檢測的液位高度Hk，對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定；
[0029]N個測點(diǎn)的垂直位移量確定方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j的垂直位移量進(jìn)行確定時，根據(jù)公式= hJi(k) +(Hk-H0)，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測點(diǎn)j的垂直位移量；當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)的垂直位移量分別記作H1(k)、H2(k)、…、HN(k)。
[0030]上述方法，其特征是:步驟三中進(jìn)行靜力水準(zhǔn)儀安裝時，通過上下調(diào)整安裝架上的支撐板，對所安裝靜力水準(zhǔn)儀的安裝高度進(jìn)行調(diào)整；
[0031]步驟三中靜力水準(zhǔn)儀安裝完成后，N個所述靜力水準(zhǔn)儀的安裝高度均相同；
[0032]步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取和步驟4031中進(jìn)行當(dāng)前液位高度獲取時，均在步驟三中所安裝N個靜力水準(zhǔn)儀的貯液容器內(nèi)液面穩(wěn)定后，通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行采集并記錄；
[0033]步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取時，待步驟三中N個所述靜力水準(zhǔn)儀均安裝完成且N個靜力水準(zhǔn)儀的貯液容器內(nèi)液面均穩(wěn)定后，先對N個靜力水準(zhǔn)儀的貯液容器內(nèi)所裝液位傳感器進(jìn)行調(diào)零；步驟401中N個所述靜力水準(zhǔn)儀測試出的初始液位高度均為零。
[0034]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]1、所采用的長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且安裝布設(shè)方便、投入成本較低。
[0036]2、所采用的安裝架結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且加工制作簡便，并且安裝架能實(shí)現(xiàn)工廠化批量生產(chǎn)，因而加工精度易于保證，加工成本較低。
[0037]3、由于安裝架在工廠預(yù)制完成，因而能大幅度減少現(xiàn)場靜力水準(zhǔn)儀的安裝時間，并且由于安裝架加工質(zhì)量好，靜力水準(zhǔn)儀的安裝精度也能有效保證，安裝過程簡便、快速。
[0038]4、通過安裝架將靜力水準(zhǔn)儀安裝在箱梁內(nèi)部，因而靜力水準(zhǔn)儀的檢測過程受外側(cè)環(huán)境影響較小，檢測精度較高、使用壽命長、維護(hù)成本較低且使用效果好，適宜長時間使用。
[0039]5、安裝架由多個三角形支撐架組裝而成，三角形支撐架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且固定牢靠，因而安裝架能隨所監(jiān)測橋梁同步變形，因而能進(jìn)一步保證橋梁撓度監(jiān)測精度。另外，多個三角形支撐架之間通過多道加勁肋板條進(jìn)行連接，便于工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場組裝，能有效保證安裝架的加工質(zhì)量和耐久性。
[0040]6、安裝架與所監(jiān)測橋梁之間通過膨脹螺栓進(jìn)行固定，不僅固定牢靠，而且拆裝過程簡便、快捷，同時不會對箱梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不必要的破壞。另外，靜力水準(zhǔn)儀與安裝架之間通過連接螺栓進(jìn)行固定，因而固定方便且固定效果好，省時省力。
[0041]7、安裝架能重復(fù)多次使用，節(jié)約成本。
[0042]8、能根據(jù)箱梁的縱坡和安裝高度的變化，對安裝架的加工尺寸進(jìn)行調(diào)整，這樣能簡便、有效保證多個靜力水準(zhǔn)儀能安裝在同一高度處，保證橋梁撓度監(jiān)測精度。
[0043]9、通過上下調(diào)整支撐板能對靜力水準(zhǔn)儀的安裝高度進(jìn)行精確調(diào)整，從而能簡便、有效調(diào)整各靜力水準(zhǔn)儀的安裝精度，保證撓度監(jiān)測精度。
[0044]10、靜力水準(zhǔn)儀通過安裝架固定在所監(jiān)測箱梁的頂板底部，這樣能有效解決現(xiàn)有連續(xù)剛構(gòu)橋等梁底縱坡較大的橋梁進(jìn)行撓度監(jiān)測時監(jiān)測裝置難以布設(shè)在與梁體變形位置高度相當(dāng)?shù)奈恢茫荒芨鶕?jù)腹板或底板的測量值粗略計算出不同箱室內(nèi)頂板的撓度，并且不能反映跨中、四分點(diǎn)等關(guān)鍵截面上橫橋向不同位置處的精確撓度等問題。
[0045]11、所采用的監(jiān)測方法步驟簡單、實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好且能對橋梁撓度進(jìn)行長期、有效監(jiān)測，并能實(shí)現(xiàn)對橋面進(jìn)行精確、快捷、安全、方便及實(shí)時監(jiān)測。
[0046]12、撓度監(jiān)測精度較高、使用效果好且實(shí)用價值高，安裝及監(jiān)測過程不用中斷交通，安全可靠，能有效解決目前高墩、大跨度橋梁實(shí)時撓度監(jiān)測困難和不易連續(xù)定期進(jìn)行撓度測量等問題。
[0047]綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理且操作簡便、使用效果好，能有效解決現(xiàn)有橋梁撓度測量不方便、安裝過程復(fù)雜、測量精度有限等問題。
[0048]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1為本發(fā)明所采用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)的使用狀態(tài)參考圖。
[0050]圖2為本發(fā)明安裝架的使用狀態(tài)參考圖。
[0051]圖3為本發(fā)明安裝架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]圖4為圖3的1-1剖視圖。
[0053]圖5為圖3的I1-1I剖視圖。
[0054]圖6為本發(fā)明所采用長期撓度監(jiān)測方法的流程框圖。
[0055]附圖標(biāo)記說明:
[0056]I一靜力水準(zhǔn)儀；2—安裝架；2-1—支撐板；
[0057]2-2—第一支撐桿；2-3—第二支撐桿； 2_31—長條形安裝孔；
[0058]2-4—斜支撐桿；2-5—第一連接螺栓；2-6—第二連接螺栓；
[0059]2-7—加勁肋板條；3—連通管；4一膨脹螺栓。

【具體實(shí)施方式】
[0060]如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，本發(fā)明所述大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，包括多個靜力水準(zhǔn)儀1，多個所述靜力水準(zhǔn)儀I均通過安裝架2安裝在所監(jiān)測橋梁的梁體上，所監(jiān)測橋梁的梁體為箱梁；所述安裝架2的數(shù)量為多個且其數(shù)量與靜力水準(zhǔn)儀I的數(shù)量相同，多個所述安裝架2沿所監(jiān)測橋梁的縱橋向由前至后布設(shè)，多個所述安裝架2均固定安裝在所述箱梁的頂板底部。多個所述靜力水準(zhǔn)儀I均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相接，且多個所述靜力水準(zhǔn)儀I和所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)。多個所述安裝架2的結(jié)構(gòu)均相同，所述安裝架2包括三角形支撐架和安裝在所述三角形支撐架上且安裝高度可調(diào)的支撐板2-1，所述三角形支撐架沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)，所述靜力水準(zhǔn)儀I安裝在支撐板2-1上。所述三角形支撐架包括第一支撐桿2-2、固定在第一支撐桿2-2 —端下方的第二支撐桿2-3和連接于第一支撐桿2-2另一端與第二支撐桿2-3下端之間的斜支撐桿2-4，所述第一支撐桿2-2、第二支撐桿2-3和斜支撐桿2-4均布設(shè)在同一平面上，所述第一支撐桿2-2平貼在所述箱梁的頂板底部，所述第二支撐桿2-3與第一支撐桿2-2呈垂直布設(shè)，所述支撐板2-1與第一支撐桿2-2呈平行布設(shè)。所述第一支撐桿2-2通過多個膨脹螺栓4固定在所述箱梁的頂板上。
[0061]本實(shí)施例中，多個所述靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器之間通過連通管3相互連通，多個所述靜力水準(zhǔn)儀I的安裝高度均相同。
[0062]也就是說，多個所述安裝架2的支撐板2-1的安裝高度均相同。實(shí)際施工時，可以通過調(diào)整多個所述安裝架2的加工尺寸以及上下調(diào)整支撐板2-1對多個所述靜力水準(zhǔn)儀I的安裝高度進(jìn)行調(diào)整。所述第一支撐桿2-2與其所布設(shè)位置處所述箱梁的頂板呈平行布設(shè)。
[0063]其中，所述靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)又稱連通管水準(zhǔn)儀，靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器相互用連通管3 (也稱通液管)完全連通，貯液容器內(nèi)注入液體，當(dāng)液體液面完全靜止后所述靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)中所有靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器內(nèi)的液面處于同一個大地水準(zhǔn)面上。并且，所述貯液容器內(nèi)裝有對內(nèi)內(nèi)部液位進(jìn)行檢測的液位傳感器，如磁致伸縮式傳感器等。
[0064]實(shí)際使用時，多個靜力水準(zhǔn)儀I分別布設(shè)在所監(jiān)測橋梁上的多個測點(diǎn)上?；谶B通器原理，保持多個靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器內(nèi)液體位于同一液面水位，當(dāng)所監(jiān)測橋梁發(fā)生變形時，多個靜力水準(zhǔn)儀I在各測點(diǎn)上反映的是液面高度的變化，結(jié)合所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠在較短的時間內(nèi)迅速讀取各液面的位置。
[0065]本實(shí)施例中，多個所述靜力水準(zhǔn)儀I沿所述箱梁的中心軸線由前至后布設(shè)，前后相鄰兩個所述靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器之間通過連通管3相互連通。
[0066]實(shí)際施工時，所述第一支撐桿2-2、第二支撐桿2-3和斜支撐桿2_4均為型鋼。所述第一支撐桿2-2上開有多個分別供膨脹螺栓4安裝的螺栓安裝孔，所述第一支撐桿2-2的一端與第二支撐桿2-3的上端固定連接，所述斜支撐桿2-4的兩端分別與第一支撐桿2-2的另一端與第二支撐桿2-3的下端固定連接。所述斜支撐桿2-4位于第二支撐桿2-3的一側(cè)，所述支撐板2-1位于斜支撐桿2-4的另一側(cè)且其安裝在斜支撐桿2-4下部，所述支撐板2-1沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)。所述第一支撐桿2-2與第二支撐桿2-3之間以及所述斜支撐桿2-4與第一支撐桿2-2和第二支撐桿2-3之間均以焊接方式固定連接。
[0067]本實(shí)施例中，所述第一支撐桿2-2沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)，所述第一支撐桿2-2和第二支撐桿2-3均為角鋼，所述第一支撐桿2-2的兩邊分別為第一直角邊和第二直角邊，第二支撐桿2-3的兩邊分別為第三直角邊和第四直角邊。所述第一直角邊平貼在所述箱梁的頂板底部，所述第三直角邊上部平貼在所述第二直角邊的內(nèi)壁上且所述第三直角邊上部與所述第二直角邊的內(nèi)壁固定連接，所述第二支撐桿2-3的頂端固定在所述第一直角邊的底面上。
[0068]實(shí)際布設(shè)安裝時，所述第一支撐桿2-2呈水平布設(shè)，所述第二支撐桿2-3呈豎直向布設(shè)。相應(yīng)地，所述第一直角邊呈水平布設(shè)。
[0069]實(shí)際施工時，所述安裝架2中所述三角形支撐架的數(shù)量為多個，多個所述三角形支撐架的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且其沿所監(jiān)測橋梁的縱橋向由前至后布設(shè)，多個所述三角形支撐架呈平行布設(shè)，前后相鄰兩個所述三角形支撐架之間均通過多個連接件進(jìn)行連接。所述安裝架2中支撐板2-1的數(shù)量為一個，所述支撐板2-1安裝在多個所述三角形支撐架的第二支撐桿2-3上，多個所述三角形支撐架的第二支撐桿2-3均布設(shè)在同一平面上，且多個所述三角形支撐架的第二支撐桿2-3上均開有供支撐板2-1安裝的安裝孔。多個所述連接件連接于前后相鄰兩個所述三角形支撐架的第二支撐桿2-3之間，且多個所述連接件由上至下布設(shè)。
[0070]本實(shí)施例中，多個所述連接件均與第一支撐桿2-2呈平行布設(shè)。
[0071]本實(shí)施例中，多個所述連接件的數(shù)量為三個。
[0072]實(shí)際加工時，可以根據(jù)具體需要，對多個所述連接件的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0073]本實(shí)施例中，所述連接件為加勁肋板條2-7，所述加勁肋板條2-7為鋼板條，所述加勁肋板條2-7與前后相鄰兩個所述三角形支撐架的第二支撐桿2-3之間均以焊接方式固定連接。
[0074]實(shí)際加工時，所述加勁肋板條2-7為呈水平布設(shè)的矩形板條。
[0075]本實(shí)施例中，所述斜支撐桿2-4為鋼筋或角鋼。實(shí)際使用時，所述斜支撐桿2-4也可以采用其它類型的鋼質(zhì)支撐桿件。
[0076]本實(shí)施例中，所述支撐板2-1的橫截面為L形，所述支撐板2-1包括安裝在第二支撐桿2-3上的第一安裝板和布設(shè)在所述第一安裝板上部外側(cè)且供的靜力水準(zhǔn)儀I安裝的第二安裝板。所述第一安裝板與第二安裝板連接為一體且二者呈垂直布設(shè)，所述靜力水準(zhǔn)儀I通過多個第一連接螺栓2-5安裝在所述第二安裝板上。所述第一安裝板通過多個第二連接螺栓2-6安裝在第二支撐桿2-3上，所述第二支撐桿2-3上開有一個供第二連接螺栓2-6安裝的長條形安裝孔2-31，所述第一安裝板上開有供第二連接螺栓2-6安裝的圓形安裝孔。
[0077]本實(shí)施例中，所述安裝架2與靜力水準(zhǔn)儀I的數(shù)量均為兩個。所述長條形安裝孔2-31呈豎直向布設(shè)。
[0078]實(shí)際使用時，可以根據(jù)具體需要，對安裝架2與靜力水準(zhǔn)儀I的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，其中安裝架2與靜力水準(zhǔn)儀I的數(shù)量與所監(jiān)測橋梁上測點(diǎn)的數(shù)量相同。
[0079]本實(shí)施例中，所述安裝架2中所述三角形支撐架的數(shù)量為兩個，并且兩個所述三角形支撐架呈對稱布設(shè)。兩個所述三角形支撐架的第三直角邊呈平行布設(shè)，多個所述連接件連接于兩個所述三角形支撐架的第三直角邊之間。兩個所述三角形支撐架的第四直角邊布設(shè)于同一豎直平面上，所述支撐板2-1的第一安裝板安裝在兩個所述三角形支撐架的第四直角邊上，所述第一安裝板與兩個所述三角形支撐架的第四直角邊呈平行布設(shè)。所述支撐板2-1的第一安裝板呈豎直向布設(shè)，所述支撐板2-1的第二安裝板呈水平布設(shè)，這樣靜力水準(zhǔn)儀I能處于水平狀態(tài)，并且所述第一安裝板和第二安裝板均為矩形板。
[0080]本實(shí)施例中，所述第一支撐桿2-2的長度為50cm?60cm。并且,第一支撐桿2_2通過3個膨脹螺栓4固定在所述箱梁的頂板上。所述第二支撐桿2-3長度為60cm?100cm。所述斜支撐桿2-4的長度為80cm?140cm。
[0081]如圖6所示的一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0082]步驟一、測點(diǎn)確定及基準(zhǔn)點(diǎn)選擇:對所監(jiān)測橋梁的梁體上需進(jìn)行撓度監(jiān)測的多個測點(diǎn)進(jìn)行確定，并從所確定的多個測點(diǎn)中選取一個測點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；所監(jiān)測橋梁的梁體為箱梁；多個所述測點(diǎn)的數(shù)量為N個，N個所述測點(diǎn)分別為測點(diǎn)1、測點(diǎn)2、…、測點(diǎn)N，其中N為正整數(shù)且N彡2個；所述基準(zhǔn)點(diǎn)為測點(diǎn)i，其中i為正整數(shù)且I < i < N。
[0083]本實(shí)施例中，N = 2。實(shí)際施工時，可以根據(jù)具體需要，對N的取值大小進(jìn)行相應(yīng)調(diào)難
iF.0
[0084]步驟二、安裝架安裝:在步驟一中所確定的N個測點(diǎn)上分別安裝一個安裝架2，N個所述安裝架2均固定安裝在所述箱梁的頂板底部。
[0085]步驟三、靜力水準(zhǔn)儀安裝:在步驟二中已安裝完成的N個所述安裝架2的支撐板
2-1上分別安裝一個靜力水準(zhǔn)儀1，并通過連通管3將所安裝的N個靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器相互連通，N個所述靜力水準(zhǔn)儀I均與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相接；N個所述靜力水準(zhǔn)儀I分別通過一個安裝架2安裝在N個所述測點(diǎn)上。
[0086]步驟四、長期撓度監(jiān)測，過程如下:
[0087]步驟401、初始液位高度獲取:步驟三中N個所述靜力水準(zhǔn)儀I均安裝完成后，通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對N個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的初始液位高度進(jìn)行采集并記錄；N個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的初始液位高度分別記作&2、…、h,
[0088]本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元和與所述數(shù)據(jù)采集單元相接的數(shù)理處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)采集單元對N個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的初始液位高度進(jìn)行采集后傳送至所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備，通過所述數(shù)理處理設(shè)備進(jìn)行同步記錄。
[0089]步驟402、撓度監(jiān)測時間點(diǎn)確定:步驟401中初始液位高度獲取后，按照預(yù)先設(shè)計的撓度監(jiān)測周期或撓度監(jiān)測頻率，并結(jié)合所監(jiān)測橋梁撓度監(jiān)測期的期限，對所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁的所有撓度監(jiān)測時間點(diǎn)進(jìn)行確定；所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁的撓度監(jiān)測時間點(diǎn)總數(shù)量為η個，η個所述撓度監(jiān)測時間點(diǎn)分別記作tpt2、…、tn ;其中，η為正整數(shù)且η彡3。
[0090]本實(shí)施例中，步驟402中進(jìn)行撓度監(jiān)測時間點(diǎn)確定時，由所述數(shù)理處理設(shè)備進(jìn)行確定。
[0091]步驟403、撓度監(jiān)測:所監(jiān)測橋梁使用過程中，按照步驟402中所確定的撓度監(jiān)測時間點(diǎn)，由先至后對所監(jiān)測橋梁在各撓度監(jiān)測時間點(diǎn)的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，并對測試得出的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行同步記錄；其中，所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁在各撓度監(jiān)測時間點(diǎn)的撓度數(shù)據(jù)測試方法均相同；對任一個撓度監(jiān)測時間點(diǎn)tk的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行測試時，過程如下:
[0092]步驟4031、當(dāng)前液位高度獲取:通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對當(dāng)前狀態(tài)下多個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的液位高度進(jìn)行采集并記錄，此時N個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的液位高度分別記作hkl、hk2、…、hkN;其中，k為正整數(shù)且k = 1、2、…、η。
[0093]本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集單元對N個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的液位高度進(jìn)行采集后傳送至所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備，并通過所述數(shù)理處理設(shè)備進(jìn)行同步記錄。
[0094]步驟4032、各測點(diǎn)的相對垂直位移確定:根據(jù)步驟4031中所記錄的多個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的液位高度，并結(jié)合步驟401中所記錄的N個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的初始液位高度，對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定。
[0095]N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量確定方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定時，根據(jù)公式h?(k) = O^-hd-O^-hJ，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量hji(k);當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量分力Il記作 hli(k)、h2i(k)...、hNi(k)。
[0096]本實(shí)施例中，對各測點(diǎn)的相對垂直位移進(jìn)行確定時，由所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行確定。
[0097]步驟4033、撓度數(shù)據(jù)記錄:對步驟4032中所確定的當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行記錄，且當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量為所監(jiān)測橋梁在撓度監(jiān)測時間點(diǎn)tk的撓度數(shù)據(jù)。
[0098]本實(shí)施例中，步驟一中對所監(jiān)測橋梁的梁體上需進(jìn)行撓度監(jiān)測的多個測點(diǎn)進(jìn)行確定后，還需對所確定的N個測點(diǎn)的位置進(jìn)行測量，并對測量結(jié)果進(jìn)行記錄；N個所述測點(diǎn)沿所述箱梁的中心軸線由前至后布設(shè)。
[0099]步驟4032中當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量為當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的沉降量，且各測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量均為豎直方向上的位移量。
[0100]步驟4032中對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定后，還需根據(jù)測量出的N個測點(diǎn)的布設(shè)位置，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量；對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量進(jìn)行計算之前，先根據(jù)N個測點(diǎn)的位置測量結(jié)果，對N個測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的水平距離分別進(jìn)行計算，其中測點(diǎn)j與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的水平距離記作Iji。
[0101 ] N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量計算方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量進(jìn)行計算時，根據(jù)公式^ k，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測






ji
點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量a Ji(k);當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量分別記作 α li (k) > a2i(k)...、Q Ni (k) °
[0102]其中，對N個測點(diǎn)的位置進(jìn)行測量后，便能得出N個靜力水準(zhǔn)儀I的安裝高程，此安裝高程為靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器底部高程。
[0103]本實(shí)施例中，對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量進(jìn)行計算時，由所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行計算。
[0104]本實(shí)施例中，步驟三中進(jìn)行靜力水準(zhǔn)儀安裝時，安裝在所述基準(zhǔn)點(diǎn)上的靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器通過連接管與安裝高度固定的液體存儲容器相接，所述液體存儲容器內(nèi)安裝有液位檢測單元。
[0105]步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取時，還需對此時所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度進(jìn)行記錄，所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度記作
[0106]步驟4032中對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定后，根據(jù)所記錄的所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度H0和當(dāng)前狀態(tài)下所述液位檢測單元所檢測的液位高度Hk，對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定。
[0107]N個測點(diǎn)的垂直位移量確定方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j的垂直位移量進(jìn)行確定時，根據(jù)公式= hJi(k) +(Hk-H0)，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測點(diǎn)j的垂直位移量；當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)的垂直位移量分別記作H1(k)、H2(k)、…、HN(k)。
[0108]本實(shí)施例中，步驟三中進(jìn)行靜力水準(zhǔn)儀安裝時，通過上下調(diào)整安裝架2上的支撐板2-1，對所安裝靜力水準(zhǔn)儀I的安裝高度進(jìn)行調(diào)整。
[0109]步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取和步驟4031中進(jìn)行當(dāng)前液位高度獲取時，均在步驟三中所安裝N個靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器內(nèi)液面穩(wěn)定后，通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行采集并記錄。
[0110]步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取時，待步驟三中N個所述靜力水準(zhǔn)儀I均安裝完成且N個靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器內(nèi)液面均穩(wěn)定后，先對N個靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器內(nèi)所裝液位傳感器進(jìn)行調(diào)零；步驟401中N個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的初始液位高度均為零。
[0111]本實(shí)施例中，N個所述靜力水準(zhǔn)儀I測試出的液位高度均為貯液容器內(nèi)液面至貯液容器底部的高度。
[0112]實(shí)際施工時，步驟三中靜力水準(zhǔn)儀安裝完成后，N個所述靜力水準(zhǔn)儀I的安裝高度均相同。本實(shí)施例中，步驟三中靜力水準(zhǔn)儀安裝完成后，N個所述靜力水準(zhǔn)儀I的貯液容器底部高度均相同。
[0113]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括多個靜力水準(zhǔn)儀(1)，多個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)均通過安裝架(2)安裝在所監(jiān)測橋梁的梁體上，所監(jiān)測橋梁的梁體為箱梁；所述安裝架(2)的數(shù)量為多個且其數(shù)量與靜力水準(zhǔn)儀(I)的數(shù)量相同，多個所述安裝架(2)沿所監(jiān)測橋梁的縱橋向由前至后布設(shè)，多個所述安裝架(2)均固定安裝在所述箱梁的頂板底部；多個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)均與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相接，且多個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)和所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成靜力水準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)；多個所述安裝架(2)的結(jié)構(gòu)均相同，所述安裝架(2)包括三角形支撐架和安裝在所述三角形支撐架上且安裝高度可調(diào)的支撐板(2-1)，所述三角形支撐架沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)，所述靜力水準(zhǔn)儀(I)安裝在支撐板(2-1)上；所述三角形支撐架包括第一支撐桿(2-2)、固定在第一支撐桿(2-2) —端下方的第二支撐桿(2-3)和連接于第一支撐桿(2-2)另一端與第二支撐桿(2-3)下端之間的斜支撐桿(2-4)，所述第一支撐桿(2-2)、第二支撐桿(2-3)和斜支撐桿(2-4)均布設(shè)在同一平面上，所述第一支撐桿(2-2)平貼在所述箱梁的頂板底部，所述第二支撐桿(2-3)與第一支撐桿(2-2)呈垂直布設(shè)，所述支撐板(2-1)與第一支撐桿(2-2)呈平行布設(shè)；所述第一支撐桿(2-2)通過多個膨脹螺栓(4)固定在所述箱梁的頂板上。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:多個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)的貯液容器之間通過連通管(3)相互連通，多個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)的安裝高度均相同。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述第一支撐桿(2-2)、第二支撐桿(2-3)和斜支撐桿(2-4)均為型鋼；所述第一支撐桿(2-2)上開有多個分別供膨脹螺栓(4)安裝的螺栓安裝孔，所述第一支撐桿(2-2)的一端與第二支撐桿(2-3)的上端固定連接，所述斜支撐桿(2-4)的兩端分別與第一支撐桿(2-2)的另一端與第二支撐桿(2-3)的下端固定連接；所述斜支撐桿(2-4)位于第二支撐桿(2-3)的一側(cè)，所述支撐板(2-1)位于斜支撐桿(2-4)的另一側(cè)且其安裝在斜支撐桿(2-4)下部，所述支撐板(2-1)沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)；所述第一支撐桿(2-2)與第二支撐桿(2-3)之間以及所述斜支撐桿(2-4)與第一支撐桿(2-2)和第二支撐桿(2-3)之間均以焊接方式固定連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述安裝架(2)中所述三角形支撐架的數(shù)量為多個，多個所述三角形支撐架的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且其沿所監(jiān)測橋梁的縱橋向由前至后布設(shè)，多個所述三角形支撐架呈平行布設(shè)，前后相鄰兩個所述三角形支撐架之間均通過多個連接件進(jìn)行連接；所述安裝架(2)中支撐板(2-1)的數(shù)量為一個，所述支撐板(2-1)安裝在多個所述三角形支撐架的第二支撐桿(2-3)上，多個所述三角形支撐架的第二支撐桿(2-3)均布設(shè)在同一平面上，且多個所述三角形支撐架的第二支撐桿(2-3)上均開有供支撐板(2-1)安裝的安裝孔；多個所述連接件連接于前后相鄰兩個所述三角形支撐架的第二支撐桿(2-3)之間，且多個所述連接件由上至下布設(shè)。
5.按照權(quán)利要求3所述的一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述第一支撐桿(2-2)沿所監(jiān)測橋梁的橫橋向布設(shè)，所述第一支撐桿(2-2)和第二支撐桿(2-3)均為角鋼，所述第一支撐桿(2-2)的兩邊分別為第一直角邊和第二直角邊，第二支撐桿(2-3)的兩邊分別為第三直角邊和第四直角邊；所述第一直角邊平貼在所述箱梁的頂板底部，所述第三直角邊上部平貼在所述第二直角邊的內(nèi)壁上且所述第三直角邊上部與所述第二直角邊的內(nèi)壁固定連接，所述第二支撐桿(2-3)的頂端固定在所述第一直角邊的底面上。
6.按照權(quán)利要求3所述的一種大跨度橋梁用長期撓度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐板(2-1)的橫截面為L形，所述支撐板(2-1)包括安裝在第二支撐桿(2-3)上的第一安裝板和布設(shè)在所述第一安裝板上部外側(cè)且供的靜力水準(zhǔn)儀(I)安裝的第二安裝板；所述第一安裝板與第二安裝板連接為一體且二者呈垂直布設(shè)，所述靜力水準(zhǔn)儀(I)通過多個第一連接螺栓(2-5)安裝在所述第二安裝板上；所述第一安裝板通過多個第二連接螺栓(2-6)安裝在第二支撐桿(2-3)上，所述第二支撐桿(2-3)上開有一個供第二連接螺栓(2-6)安裝的長條形安裝孔(2-31)，所述第一安裝板上開有供第二連接螺栓(2-6)安裝的圓形安裝孔。
7.一種利用如權(quán)利要求1所述監(jiān)測系統(tǒng)對橋梁進(jìn)行長期撓度監(jiān)測的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 步驟一、測點(diǎn)確定及基準(zhǔn)點(diǎn)選擇:對所監(jiān)測橋梁的梁體上需進(jìn)行撓度監(jiān)測的多個測點(diǎn)進(jìn)行確定，并從所確定的多個測點(diǎn)中選取一個測點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；所監(jiān)測橋梁的梁體為箱梁；多個所述測點(diǎn)的數(shù)量為N個，N個所述測點(diǎn)分別為測點(diǎn)1、測點(diǎn)2、…、測點(diǎn)N，其中N為正整數(shù)且N彡2個；所述基準(zhǔn)點(diǎn)為測點(diǎn)i，其中i為正整數(shù)且KiSN; 步驟二、安裝架安裝:在步驟一中所確定的N個測點(diǎn)上分別安裝一個安裝架(2)，N個所述安裝架(2)均固定安裝在所述箱梁的頂板底部； 步驟三、靜力水準(zhǔn)儀安裝:在步驟二中已安裝完成的N個所述安裝架(2)的支撐板(2-1)上分別安裝一個靜力水準(zhǔn)儀(I)，并通過連通管(3)將所安裝的N個靜力水準(zhǔn)儀(I)的貯液容器相互連通，N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)均與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相接；N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)分別通過一個安裝架(2)安裝在N個所述測點(diǎn)上； 步驟四、長期撓度監(jiān)測，過程如下: 步驟401、初始液位高度獲取:步驟三中N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)均安裝完成后，通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)測試出的初始液位高度進(jìn)行采集并記錄；N個所述靜力水準(zhǔn)儀⑴測試出的初始液位高度分別記作...、、； 步驟402、撓度監(jiān)測時間點(diǎn)確定:步驟401中初始液位高度獲取后，按照預(yù)先設(shè)計的撓度監(jiān)測周期或撓度監(jiān)測頻率，并結(jié)合所監(jiān)測橋梁撓度監(jiān)測期的期限，對所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁的所有撓度監(jiān)測時間點(diǎn)進(jìn)行確定；所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁的撓度監(jiān)測時間點(diǎn)總數(shù)量為η個，η個所述撓度監(jiān)測時間點(diǎn)分別記作V t2、…、tn ;其中，η為正整數(shù)且n ^ 3 ； 步驟403、撓度監(jiān)測:所監(jiān)測橋梁使用過程中，按照步驟402中所確定的撓度監(jiān)測時間點(diǎn)，由先至后對所監(jiān)測橋梁在各撓度監(jiān)測時間點(diǎn)的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，并對測試得出的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行同步記錄；其中，所述撓度監(jiān)測期內(nèi)所監(jiān)測橋梁在各撓度監(jiān)測時間點(diǎn)的撓度數(shù)據(jù)測試方法均相同；對任一個撓度監(jiān)測時間點(diǎn)tk的撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行測試時，過程如下: 步驟4031、當(dāng)前液位高度獲取:通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對當(dāng)前狀態(tài)下多個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)測試出的液位高度進(jìn)行采集并記錄，此時N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)測試出的液位高度分別記作hkl、hk2、…、hkN;其中，k為正整數(shù)且k = 1、2、…、η; 步驟4032、各測點(diǎn)的相對垂直位移確定:根據(jù)步驟4031中所記錄的多個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)測試出的液位高度，并結(jié)合步驟401中所記錄的N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)測試出的初始液位高度，對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定； N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量確定方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定時，根據(jù)公式h?(k) = (hw-hki) -Qlc^hcii)，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量h?(k);當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量分別記作 hli(k)、h2i(k)...、hNi(k)； 步驟4033、撓度數(shù)據(jù)記錄:對步驟4032中所確定的當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行記錄，且當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量為所監(jiān)測橋梁在撓度監(jiān)測時間點(diǎn)tk的撓度數(shù)據(jù)。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:步驟一中對所監(jiān)測橋梁的梁體上需進(jìn)行撓度監(jiān)測的多個測點(diǎn)進(jìn)行確定后，還需對所確定的N個測點(diǎn)的位置進(jìn)行測量，并對測量結(jié)果進(jìn)行記錄；N個所述測點(diǎn)沿所述箱梁的中心軸線由前至后布設(shè)； 步驟4032中當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量為當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的沉降量，且各測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量均為豎直方向上的位移量； 步驟4032中對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定后，還需根據(jù)測量出的N個測點(diǎn)的布設(shè)位置，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量；對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量進(jìn)行計算之前，先根據(jù)N個測點(diǎn)的位置測量結(jié)果，對N個測點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的水平距離分別進(jìn)行計算，其中測點(diǎn)j與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的水平距離記作Iji ; N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量計算方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量進(jìn)行計算時，根據(jù)公另k = MCUm ￥，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測點(diǎn)j相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量a Ji(k);當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的傾斜變化量分別記作aii(k)、a2i(k)...、Q Ni (k) °
9.按照權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于:步驟三中進(jìn)行靜力水準(zhǔn)儀安裝時，安裝在所述基準(zhǔn)點(diǎn)上的靜力水準(zhǔn)儀(I)的貯液容器通過連接管與安裝高度固定的液體存儲容器相接，所述液體存儲容器內(nèi)安裝有液位檢測單元； 步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取時,還需對此時所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度進(jìn)行記錄，所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度記作Htl ； 步驟4032中對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)相對基準(zhǔn)點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定后，根據(jù)所記錄的所述液位檢測單元所檢測的初始液位高度Htl和當(dāng)前狀態(tài)下所述液位檢測單元所檢測的液位高度Hk，對當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)的垂直位移量進(jìn)行確定； N個測點(diǎn)的垂直位移量確定方法均相同，對N個測點(diǎn)中任一個測點(diǎn)j的垂直位移量進(jìn)行確定時，根據(jù)公式= 1^,) + (?-?)，計算得出當(dāng)前狀態(tài)下測點(diǎn)j的垂直位移量;當(dāng)前狀態(tài)下N個測點(diǎn)的垂直位移量分別記作H1 (k)、H200、…、HN(k)。
10.按照權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于:步驟三中進(jìn)行靜力水準(zhǔn)儀安裝時，通過上下調(diào)整安裝架(2)上的支撐板(2-1)，對所安裝靜力水準(zhǔn)儀(I)的安裝高度進(jìn)行調(diào)整； 步驟三中靜力水準(zhǔn)儀安裝完成后，N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)的安裝高度均相同； 步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取和步驟4031中進(jìn)行當(dāng)前液位高度獲取時，均在步驟三中所安裝N個靜力水準(zhǔn)儀(I)的貯液容器內(nèi)液面穩(wěn)定后，通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行采集并記錄； 步驟401中進(jìn)行初始液位高度獲取時，待步驟三中N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)均安裝完成且N個靜力水準(zhǔn)儀(I)的貯液容器內(nèi)液面均穩(wěn)定后，先對N個靜力水準(zhǔn)儀(I)的貯液容器內(nèi)所裝液位傳感器進(jìn)行調(diào)零；步驟401中N個所述靜力水準(zhǔn)儀(I)測試出的初始液位高度均為零。
【文檔編號】G01B13/24GK104132630SQ201410400606
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】袁卓亞, 石雄偉, 柯亮亮, 趙建勛, 馮威, 田黎明, 許冰, 杜進(jìn)生, 雷丹, 苗建寶 申請人:西安公路研究院