本發(fā)明屬于建筑測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中會(huì)在結(jié)構(gòu)上設(shè)置有沉降縫、施工縫等。這些縫隙的變形特征，既是反映結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的重要表征，也是評(píng)估結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的重要指標(biāo)。準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)這些結(jié)構(gòu)縫隙，對(duì)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工和后期養(yǎng)護(hù)都有著十分重要的意義。

變形縫的測(cè)量一般采用連桿式位移傳感器，傳統(tǒng)的連桿式位移傳感器只能測(cè)量變形縫單一方向相對(duì)位移，而變形縫的變形一般是多維度的，因此現(xiàn)有的測(cè)量裝置及方法無(wú)法滿(mǎn)足高要求的監(jiān)測(cè)要求，測(cè)量的結(jié)果可靠性低，不能有效反映變形縫的實(shí)際狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述變形縫監(jiān)測(cè)方向單一、監(jiān)測(cè)精度低的技術(shù)問(wèn)題，提供一種構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置和方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多維度測(cè)量變形縫的位移，測(cè)量精度高，能真實(shí)反映構(gòu)造物變形縫的位移，給結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工和后期養(yǎng)護(hù)提供可靠性的參考。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置，包括位移測(cè)量塊、頂塊，所述位移測(cè)量塊和頂塊分別設(shè)置在構(gòu)造物變形縫的兩側(cè)，所述位移測(cè)量塊上設(shè)置有第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器，所述頂塊上設(shè)置有第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽，所述第一傳感器上連接有第一位移測(cè)桿，所述第二傳感器上連接有第二位移測(cè)桿，所述第三傳感器上設(shè)置有第三位移測(cè)桿；所述第一位移測(cè)桿的另一端上設(shè)置有與第一滑槽配合的第一滑塊，所述第二位移測(cè)桿的另一端設(shè)置有與第二滑槽配合的第二滑塊，所述第三位移測(cè)桿的另一端上設(shè)置有與第三滑槽配合的第三滑塊。

進(jìn)一步地，所述第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽所在的平面相互垂直；

所述第一傳感器測(cè)量第一位移測(cè)桿沿x軸方向的位移，所述第二位移傳感器測(cè)量第二位移測(cè)桿的沿y軸方向的位移，所述第三傳感器測(cè)量第三位移測(cè)桿沿z軸方向的位移，所述x軸、y軸、z軸是三維空間坐標(biāo)上的坐標(biāo)軸。

進(jìn)一步地，所述頂塊包括相互垂直設(shè)置的第一頂板、第二頂板，所述第一頂板和第二頂板形成l狀；所述第一滑槽設(shè)置在第一頂板上，所述第二滑槽設(shè)置在第二頂板上，所述第三滑槽設(shè)置在第一頂板和第二頂板的側(cè)面。

進(jìn)一步地，為了方便安裝，所述位移測(cè)量塊外設(shè)置有保護(hù)殼，所述第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器設(shè)置在所述保護(hù)殼內(nèi)。

進(jìn)一步地，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、安裝方便，提高測(cè)量的精度，所述第一滑塊為第一h槽滑輪，所述第一h槽滑輪與第一滑槽配合；

所述第二滑塊為第二h槽滑輪，所述第二h槽滑輪與第二滑槽配合，所述第二位移測(cè)桿為l狀，所述第二位移測(cè)桿靠近第二傳感器的一端外套設(shè)有y軸導(dǎo)向桿，所述y軸導(dǎo)向桿的一端固定在保護(hù)殼上，所述y軸導(dǎo)向桿靠近頂塊的一端設(shè)置有y軸導(dǎo)向輪，所述導(dǎo)向輪設(shè)置在所述第二位移測(cè)桿的轉(zhuǎn)角位置；

所述第三滑塊為第三h槽滑輪，所述第三h槽滑輪與第三滑槽配合，所述第三位移測(cè)桿為u狀，所述第三位移測(cè)桿靠近傳感器的一端外套設(shè)有z軸導(dǎo)向桿，所述z軸導(dǎo)向桿的一端固定在保護(hù)殼上，所述z軸導(dǎo)向桿靠近頂塊的一端設(shè)置有z軸導(dǎo)向輪，所述z軸導(dǎo)向輪設(shè)置在所述第三位移測(cè)桿的轉(zhuǎn)角位置。進(jìn)一步地，所述保護(hù)殼上設(shè)置有兩個(gè)以上的第一螺栓孔；所述頂塊上設(shè)置有兩個(gè)以上的第二螺栓孔。

一種構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量方法，包括以下步驟：

s1、在變形縫的一側(cè)設(shè)置位移測(cè)量塊，在變形縫的另一側(cè)設(shè)置頂塊，所述位移測(cè)量塊上設(shè)置有第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器，所述頂塊上設(shè)置有第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽，所述第一傳感器上連接有第一位移測(cè)桿，所述第二傳感器上連接有第二位移測(cè)桿，所述第三傳感器上設(shè)置有第三位移測(cè)桿；所述第一位移測(cè)桿的另一端上設(shè)置有與第一滑槽配合的第一滑塊，所述第二位移測(cè)桿的另一端設(shè)置有與第二滑槽配合的第二滑塊，所述第三位移測(cè)桿的另一端上設(shè)置有與第三滑槽配合的第三滑塊

s2、假設(shè)位移測(cè)量塊一側(cè)固定不動(dòng)，第一傳感器記錄第一位移測(cè)桿沿x軸方向的伸縮長(zhǎng)度，第二傳感器記錄第二位移測(cè)桿沿y軸方向的伸縮長(zhǎng)度，所述第三傳感器記錄第三位移測(cè)桿沿z軸方向的伸縮長(zhǎng)度。

進(jìn)一步地，所述s1中，所述第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽所在的平面相互垂直；

所述第一傳感器測(cè)量第一位移測(cè)桿沿x軸方向的位移，所述第二位移傳感器測(cè)量第二位移測(cè)桿的沿y軸方向的位移，所述第三傳感器測(cè)量第三位移測(cè)桿沿z軸方向的位移，所述x軸、y軸、z軸是三維空間坐標(biāo)上的坐標(biāo)軸；

所述頂塊包括相互垂直設(shè)置的第一頂板、第二頂板，所述第一頂板和第二頂板形成l狀；所述第一滑槽設(shè)置在第一頂板上，所述第二滑槽設(shè)置在第二頂板上，所述第三滑槽設(shè)置在第一頂板和第二頂板的側(cè)面。

進(jìn)一步地，所述s1中，所述第一滑塊為第一h槽滑輪，所述第一h槽滑輪與第一滑槽配合；

所述第二滑塊為第二h槽滑輪，所述第二h槽滑輪與第二滑槽配合，所述第二位移測(cè)桿為l狀，所述第二位移測(cè)桿靠近第二傳感器的一端外套設(shè)有y軸導(dǎo)向桿，所述y軸導(dǎo)向桿靠近頂塊的一端設(shè)置有y軸導(dǎo)向輪，所述導(dǎo)向輪設(shè)置在所述第二位移測(cè)桿的轉(zhuǎn)角位置；

所述第三滑塊為第三h槽滑輪，所述第三h槽滑輪與第三滑槽配合，所述第三位移測(cè)桿為u狀，所述第三位移測(cè)桿靠近傳感器的一端外套設(shè)有z軸導(dǎo)向桿，所述z軸導(dǎo)向桿靠近頂塊的一端設(shè)置有z軸導(dǎo)向輪，所述z軸導(dǎo)向輪設(shè)置在所述第三位移測(cè)桿的轉(zhuǎn)角位置。

進(jìn)一步地，所述s1中的位移測(cè)量塊外設(shè)置有保護(hù)殼，所述第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器均設(shè)置在所述保護(hù)殼內(nèi)；所述y軸導(dǎo)向桿和z軸導(dǎo)向桿的一端均固定在保護(hù)殼上，所述保護(hù)殼上設(shè)置有兩個(gè)以上的第一螺栓孔；所述頂塊上設(shè)置有兩個(gè)以上的第二螺栓孔，所述保護(hù)殼和所述頂塊分別通過(guò)螺栓固定在變形縫兩側(cè)的構(gòu)造物上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過(guò)設(shè)置兩個(gè)傳感器，并在傳感器上設(shè)置位移測(cè)桿，位移測(cè)桿的一端設(shè)置在滑槽上，使得其在一維度上是自由的，該位移測(cè)桿僅測(cè)量與滑槽垂直的另一維度的變形，測(cè)量精度高，結(jié)果可靠，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，兩個(gè)位移傳感器并排放置，節(jié)約空間，避免傳感器體積過(guò)大給長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)帶來(lái)不便。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中：

圖1是本發(fā)明所述構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置的位移測(cè)量塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置的頂塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明所述構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置的第二位移測(cè)桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明所述構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置的實(shí)施狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1～圖5所示，本發(fā)明所述構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量裝置，包括位移測(cè)量塊1、頂塊2，所述位移測(cè)量塊1和頂塊2分別設(shè)置在構(gòu)造物變形縫13的兩側(cè)，所述位移測(cè)量塊1上設(shè)置有第一傳感器3、第二傳感器31、第三傳感器32。

所述頂塊2上設(shè)置有第一滑槽9、第二滑槽91、第三滑槽92，所述第一傳感器3上連接有第一位移測(cè)桿5，所述第二傳感器31上連接有第二位移測(cè)桿151，所述第三傳感器32上設(shè)置有第三位移測(cè)桿15；所述第一位移測(cè)桿5的另一端上設(shè)置有與第一滑槽9配合的第一滑塊，所述第二位移測(cè)桿151的另一端設(shè)置有與第二滑槽91配合的第二滑塊，所述第三位移測(cè)桿15的另一端上設(shè)置有與第三滑槽92配合的第三滑塊。本實(shí)施例中，所述第一滑塊為第一h槽滑輪12，所述第一h槽滑輪12與第一滑槽9配合；所述第二滑塊為第二h槽滑輪121，所述第二h槽滑輪122與第二滑槽91配合，所述第二位移測(cè)桿151為l狀，所述第二位移測(cè)桿151靠近第二傳感器31的一端外套設(shè)有y軸導(dǎo)向桿7，所述y軸導(dǎo)向桿7靠近頂塊2的一端設(shè)置有y軸導(dǎo)向輪8，所述導(dǎo)向輪8設(shè)置在所述第二位移測(cè)桿151的轉(zhuǎn)角位置，保護(hù)第二位移測(cè)桿151，避免其在移動(dòng)時(shí)與y軸導(dǎo)向桿7的端面摩擦而斷裂。

所述第三滑塊為第三h槽滑輪122，所述第三h槽滑輪122與第三滑槽92配合，所述第三位移測(cè)桿15為u狀，所述第三位移測(cè)桿15靠近第三傳感器32的一端外套設(shè)有z軸導(dǎo)向桿14，所述z軸導(dǎo)向桿14靠近頂塊2的一端設(shè)置有z軸導(dǎo)向輪81，所述z軸導(dǎo)向輪81設(shè)置在所述第三位移測(cè)桿15的轉(zhuǎn)角，保護(hù)第三位移測(cè)桿15，避免其在移動(dòng)時(shí)與z軸導(dǎo)向桿14的端面摩擦而斷裂。

所述頂塊2包括相互垂直設(shè)置的第一頂板、第二頂板，所述第一頂板和第二頂板形成l狀；所述第一滑槽9設(shè)置在第一頂板上，所述第二滑槽91設(shè)置在第二頂板上，所述第三滑槽92設(shè)置在第二頂板側(cè)面，所述第一滑槽9、第二滑槽91、第三滑槽92均為十字槽；所述第一滑槽9、第二滑槽91、第三滑槽92所在的平面相互垂直。由于第一滑槽9、第二滑槽91、第三滑槽93分別在三維空間坐標(biāo)的一個(gè)維度上給予對(duì)應(yīng)的位移測(cè)桿一個(gè)維度的自由度，使得三個(gè)位移測(cè)桿分別測(cè)量一個(gè)維度的變形量，所述第一傳感器測(cè)量第一位移測(cè)桿沿x軸方向的位移，所述第二位移傳感器測(cè)量第二位移測(cè)桿的沿y軸方向的位移，所述第三傳感器測(cè)量第三位移測(cè)桿沿z軸方向的位移，所述x軸、y軸、z軸是三維空間坐標(biāo)上的坐標(biāo)軸。從而保證了測(cè)量的精度，避免了同時(shí)測(cè)量多個(gè)維度，導(dǎo)致測(cè)量誤差大，測(cè)量結(jié)果不直觀的問(wèn)題。

所述位移測(cè)量塊1外設(shè)置有保護(hù)殼4，所述第一傳感器3、第二傳感器31和第三傳感器32設(shè)置在所述保護(hù)殼4內(nèi)。所述保護(hù)殼4上設(shè)置有兩個(gè)以上的第一螺栓孔10；所述頂塊2上設(shè)置有兩個(gè)以上的第二螺栓孔11。所述位移測(cè)量塊1和頂塊2分別通過(guò)螺栓貫標(biāo)第一螺栓孔10、第二螺栓孔11固定在變形縫13的兩側(cè)。

一種構(gòu)造物變形縫三維相對(duì)位移測(cè)量方法，包括以下步驟：

s1、將位移測(cè)量塊1通過(guò)螺栓固定在變形縫的一側(cè)，將頂塊2通過(guò)螺栓固定在變形縫的另一側(cè)；

s2、將第一位移測(cè)桿5的另一端的第一h槽滑輪12設(shè)置在第一滑槽9內(nèi)；將第二位移測(cè)桿151穿過(guò)y軸導(dǎo)向桿7與第二傳感器31連接，另一端的第二h槽滑輪121設(shè)置在第二滑槽91內(nèi)；將第三位移測(cè)桿穿過(guò)z軸導(dǎo)向桿14與第三位移傳感器32連接，另一端的第三h槽滑輪122設(shè)置在第三滑槽92內(nèi)。

s2、假設(shè)位移測(cè)量塊1一側(cè)固定不動(dòng)，第一傳感器3記錄第一位移測(cè)桿5沿第一位移測(cè)桿5沿x軸方向的伸縮長(zhǎng)度，第二傳感器31記錄第二位移測(cè)桿151的y軸的伸縮長(zhǎng)度，即構(gòu)造物變形縫13的豎向位移長(zhǎng)度，第三傳感器32記錄第三位移測(cè)桿15沿z軸方向的伸縮長(zhǎng)度。

本發(fā)明通過(guò)在保護(hù)殼內(nèi)設(shè)置三個(gè)傳感器，并在傳感器上分別設(shè)置位移測(cè)桿，在位移測(cè)桿的另一端設(shè)置頂塊，并在頂塊上設(shè)置滑槽，使得位移測(cè)桿在一個(gè)維度上是自由的，然后僅測(cè)量位移測(cè)桿在一個(gè)維度的變形量，有效地提高了測(cè)量的精度，而且三個(gè)位移測(cè)桿分別測(cè)量變形縫一個(gè)維度的變形，通過(guò)三組測(cè)量數(shù)據(jù)，能清楚監(jiān)測(cè)變形縫的實(shí)際變形量，給建筑設(shè)計(jì)、后期維護(hù)提供可靠的參考。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。