本實(shí)用新型屬于路基下的排水孔道技術(shù)領(lǐng)域，涉及波紋管涵洞，特別是一種帶有安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的金屬波紋管涵洞。

背景技術(shù)：

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，近年來，在鐵路、公路、市政、礦山等工程的地埋結(jié)構(gòu)中，以及在舊橋涵的加固、公路隧道、深水井、煤礦巷道等工程的修建中，大量地采用了金屬波紋管進(jìn)行施工，比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更有優(yōu)勢(shì)，重量輕，施工快捷，無論從造價(jià)上還是從工期上來說都優(yōu)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在目前常用的金屬波紋管或金屬波紋板的結(jié)構(gòu)中，金屬波紋管或金屬波紋板表面有凹凸波紋，金屬波紋管采用法蘭連接或采用拼接波紋板等，但隨著應(yīng)用的推廣，地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，影響因素眾多，管涵變形、沉降、開裂、板片損壞、滲漏水等結(jié)構(gòu)安全問題日益突出，針對(duì)金屬波紋管涵洞結(jié)構(gòu)健康的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已成為金屬波紋管涵洞工程發(fā)展的新方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種帶有安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的金屬波紋管涵洞，可以對(duì)涵洞的結(jié)構(gòu)狀態(tài)起到長(zhǎng)期安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警的作用，獲得準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也有助于制定正確的結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)維護(hù)策略。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)手段是：

一種帶有安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的金屬波紋管涵洞，包括金屬波紋管涵主體，關(guān)鍵在于，所述的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中包括在所述的金屬波紋管涵主體上增設(shè)的傳感器，與傳感器連接的數(shù)據(jù)采集單元，以及在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心設(shè)置的帶有安全評(píng)估模塊、數(shù)據(jù)庫及用戶界面的服務(wù)器，所述的服務(wù)器借助遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集單元通信連接，其中，數(shù)據(jù)庫將服務(wù)器接收的數(shù)據(jù)采集單元傳遞的傳感器的實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，所述的安全評(píng)估模塊用于將服務(wù)器接收的數(shù)據(jù)采集單元傳遞的傳感器的實(shí)時(shí)參數(shù)與服務(wù)器中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，將比較結(jié)果借助用戶界面顯示。

所述的遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)為無線網(wǎng)絡(luò)。

所述的傳感器包括用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體沉降的沉降監(jiān)測(cè)傳感器，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體周邊回填物料的壓力傳感器，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體中管節(jié)之間或板縫之間的位移傳感器，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體中螺栓抗拉強(qiáng)度傳感器，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體受荷載作用下的表面應(yīng)變應(yīng)力的應(yīng)變計(jì)，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體滲漏狀態(tài)的滲漏水監(jiān)測(cè)傳感器，所述沉降監(jiān)測(cè)傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、螺栓抗拉強(qiáng)度傳感器、應(yīng)變計(jì)及滲漏水監(jiān)測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端分別與數(shù)據(jù)采集單元的信號(hào)輸入端連接。

所述的傳感器還包括設(shè)置于金屬波紋管涵主體上的振動(dòng)傳感器，所述的振動(dòng)傳感器的信號(hào)輸出端與振動(dòng)分析儀的信號(hào)輸入端連接，振動(dòng)分析儀借助遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通信連接。

所述的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中還包括用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體的攝像頭，攝像頭借助遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通信連接。

所述的金屬波紋管涵主體的縱截面為圓形、橢圓形、拱形或馬蹄形。

所述的金屬波紋管涵主體中的管節(jié)之間的連接方式為法蘭或拼接方式。

本實(shí)用新型的有益效果是：傳感器設(shè)置于涵洞的所有重要部位，作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的主要設(shè)備，確保涵洞使用的穩(wěn)定性與耐久性，可實(shí)現(xiàn)金屬波紋管涵洞的結(jié)構(gòu)安全性能數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)采集單元將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)端的服務(wù)器，服務(wù)器判斷涵洞的使用安全狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安全報(bào)警，數(shù)據(jù)庫將服務(wù)器接收的實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)、歸檔、管理和查詢；安全評(píng)估模塊用于將服務(wù)器接收的實(shí)時(shí)參數(shù)與服務(wù)器中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，可生成各類預(yù)測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)曲線和圖表，將結(jié)果借助用戶界面顯示，直觀看到結(jié)果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是波紋管涵的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是金屬波紋管涵的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、金屬波紋管涵主體，2、數(shù)據(jù)采集單元，3、服務(wù)器，4、沉降監(jiān)測(cè)傳感器，5、壓力傳感器，6、位移傳感器，7、螺栓抗拉強(qiáng)度傳感器，8、應(yīng)變計(jì)，9、滲漏水監(jiān)測(cè)傳感器，10、振動(dòng)傳感器。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型為一種帶有安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的金屬波紋管涵洞，包括金屬波紋管涵主體1，所述的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中包括在所述的金屬波紋管涵主體1上增設(shè)的傳感器，與傳感器連接的數(shù)據(jù)采集單元2，以及在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心設(shè)置的帶有安全評(píng)估模塊、數(shù)據(jù)庫及用戶界面的服務(wù)器3，所述的服務(wù)器借助遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集單元2通信連接，其中，數(shù)據(jù)庫將服務(wù)器3接收的數(shù)據(jù)采集單元2傳遞的傳感器的實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，所述的安全評(píng)估模塊用于將服務(wù)器3接收的數(shù)據(jù)采集單元2傳遞的傳感器的實(shí)時(shí)參數(shù)與服務(wù)器中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，將比較結(jié)果借助用戶界面顯示。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施例，如圖1所示，數(shù)據(jù)采集單元2通過無線網(wǎng)絡(luò)將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)端的服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和快速集中，數(shù)據(jù)采集單元2為遠(yuǎn)程故障監(jiān)測(cè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控，技術(shù)人員無須親臨現(xiàn)場(chǎng)或惡劣的環(huán)境，而且金屬波紋管涵洞位于路面以下，現(xiàn)場(chǎng)查看時(shí)需掘開路面，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

所述的遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)的主干為各類傳感器通過有線或無線的方式將采集到的數(shù)據(jù)匯聚到數(shù)據(jù)采集單元2，所述的傳感器包括用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體沉降的沉降監(jiān)測(cè)傳感器4，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體周邊回填物料的壓力傳感器5，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體中管節(jié)之間或板縫之間的位移傳感器6，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體中螺栓抗拉強(qiáng)度傳感器7，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體受荷載作用下的表面應(yīng)變應(yīng)力的應(yīng)變計(jì)8，用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體滲漏狀態(tài)的滲漏水監(jiān)測(cè)傳感器9，所述沉降監(jiān)測(cè)傳感器4、壓力傳感器5、位移傳感器6、螺栓抗拉強(qiáng)度傳感器7、應(yīng)變計(jì)8及滲漏水監(jiān)測(cè)傳感器9的信號(hào)輸出端分別與數(shù)據(jù)采集單元2的信號(hào)輸入端連接。沉降監(jiān)測(cè)傳感器4一般利用形變，將形變轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸至采集裝置；抗拉強(qiáng)度是指螺栓在受到軸向拉力下破壞的最大拉力，螺栓抗拉強(qiáng)度傳感器7檢測(cè)螺栓是否出現(xiàn)松動(dòng)或脫落。

所述的傳感器還包括設(shè)置于金屬波紋管涵主體1上的振動(dòng)傳感器10，所述的振動(dòng)傳感器10的信號(hào)輸出端與振動(dòng)分析儀的信號(hào)輸入端連接，振動(dòng)分析儀借助遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通信連接。振動(dòng)分析儀將工程振動(dòng)的參量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在涵洞受到外部破壞力時(shí)，振動(dòng)傳感器10首先感應(yīng)到，具有預(yù)警作用。

所述的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中還包括用于監(jiān)測(cè)金屬波紋管涵主體1的攝像頭，攝像頭借助遠(yuǎn)程傳輸網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通信連接。攝像頭畫面可切入用戶界面，可通過視頻觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)情況，不必趕到現(xiàn)場(chǎng)，節(jié)省了人力和時(shí)間。

數(shù)據(jù)采集單元、振動(dòng)分析儀和攝像頭的視頻監(jiān)測(cè)分三路將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器，三項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)單元獨(dú)立工作，防止相互干涉，若有一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)單元損壞，其它單元可繼續(xù)正常工作，保證現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)連續(xù)運(yùn)行。

如圖2和圖3所示，振動(dòng)傳感器10安裝于金屬波紋管涵的下部，沉降監(jiān)測(cè)傳感器4位于金屬波紋管涵的中部，應(yīng)變計(jì)8、壓力傳感器5和位移傳感器6位于金屬波紋管涵的上部，螺栓抗拉強(qiáng)度傳感器7設(shè)置于螺栓上，滲漏水監(jiān)測(cè)傳感器9安裝于易滲漏水的管涵連接處。

所述的金屬波紋管涵主體1的縱截面為圓形、橢圓形、拱形或馬蹄形。金屬波紋管涵主體1中的管節(jié)之間的連接方式為法蘭或拼接方式。

由于采用了上述技術(shù)方案，面向金屬波紋管涵洞長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)安全需求，覆蓋涵洞所有重要部位，兼容多種傳感器類型，針對(duì)涵洞環(huán)境特點(diǎn)設(shè)計(jì)，確保使用的穩(wěn)定性與耐久性，可實(shí)現(xiàn)金屬波紋管涵洞的結(jié)構(gòu)健康性能數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)自動(dòng)采集，判定涵洞的安全使用狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安全報(bào)警；支持不同的數(shù)據(jù)干網(wǎng)傳輸方式以及傳感器子系統(tǒng)，采用開放性體系結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)，可靈活組合多種安全監(jiān)測(cè)儀器，具有良好的擴(kuò)展性。