專利名稱：結構物相對于路基的水平位移測量設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及巖土工程結構物位移測量設備，具體涉及一種結構物相對于路基的水平位移測量設備。
背景技術：
路基工程是鐵路與公路工程的重要組成部分，為滿足不同功能要求，需在路基的特定位置建造不同形式的結構物，如橋臺、涵洞、擋土墻、抗滑樁等。在鐵路與公路的建設和營運過程中，路基特定位置的結構物承受荷載作用以及環(huán)境因素影響，會產(chǎn)生位移。當結構物相對于路基的水平位移超過控制限值時，將嚴重劣化路基及結構物的長期使用功能。為掌握結構物的位移發(fā)展，預測結構物相對于路基的水平位移變化趨勢，以便及時采取工程措施，避免重大事故發(fā)生，有必要對結構物相對于路基的水平位移進行測量?，F(xiàn)有的用于擋土墻、橋臺、抗滑樁等結構物相對于路基的水平位移測量設備，常見的有測斜儀，其測試原理是根據(jù)埋設于結構物及地基穩(wěn)定土層中的測斜管軸線與鉛垂線之間的夾角變化，從而獲得結構物的水平位移值，其測試誤差因累積效應而較大，30m測斜管長度范圍內的系統(tǒng)誤差可達8mm，測試精度不能滿足無砟軌道高速鐵路的建設和運營過程中對結構物位移精確測試的要求，尤其是不能滿足高速鐵路無砟軌道端刺結構水平位移控制值為3mm的要求。另外，采用測斜儀測試時還需現(xiàn)場人工作業(yè)才能完成數(shù)據(jù)采集，不易實現(xiàn)自動監(jiān)測，由于很多工程結構物所處的位置和環(huán)境特殊，如海拔高、溫度低、空氣稀薄以及不易到達結構物的測點位置等，給位移測試及數(shù)據(jù)采集帶來了很大困難。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種結構物相對于路基的水平位移測量設備。該測量設備的測量精度高、誤差小、安裝容易，能滿足鐵路與公路工程的建設和運營過程中對結構物位移精確測量的要求。本實用新型實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術方案是一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其組成是位移傳感器固定于結構物測試點上，位移傳感器的端部伸縮拉桿與基準桿的近端連接，基準桿的遠端錨固于路基上；溫度校正位移傳感器固定于基準桿遠端以遠附近的路基上，溫度校正位移傳感器的端部伸縮拉桿與溫度校正桿的近端連接，溫度校正桿的遠端錨固于路基上；所述的基準桿與溫度校正桿的長度、規(guī)格、材質完全相同，位移傳感器與溫度校正位移傳感器的型號、量程、精度完全相同。本實用新型的工作原理是由于位移傳感器和基準桿分別固定于結構物和遠離結構物影響范圍外的路基上， 位移傳感器測量的位移值包括結構物相對于路基的水平位移、基準桿受溫度影響的伸縮值及其它因素引起的誤差值；溫度校正位移傳感器和溫度校正桿均固定于遠離結構物影響范圍外的路基上，溫度校正位移傳感器測量的位移值只包括溫度校正桿受溫度影響的伸縮值及其它因素引起的誤差值。由于溫度校正桿和基準桿的長度、規(guī)格、材質完全相同，溫度校正位移傳感器與位移傳感器的型號、量程、精度完全相同，將位移傳感器測量的位移值減去溫度校正位移傳感器測量的位移值，即可消除基準桿受溫度等因素引起的誤差，從而得到更準確的結構物相對于路基的水平位移值。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是一、通過采用溫度校正桿和溫度校正位移傳感器的同步測試，進行位移傳感器測試值的校正，消除了溫度變化導致基準桿伸縮等因素引起的位移測試誤差，其測試結果準確，誤差小，能滿足鐵路與公路工程的建設和運營過程中對結構物位移精確測量的要求。二、結構物產(chǎn)生位移時會對相鄰路基土體產(chǎn)生擾動，致使相鄰路基土體產(chǎn)生附加應力和變形，如將與位移傳感器的端部伸縮拉桿相連的基準件直接錨固于與結構物相鄰的路基上，則基準件也會隨路基土體一起發(fā)生位移，致使結構物的位移測量產(chǎn)生擾動誤差。本實用新型將基準件改為基準桿，將基準桿的近端與位移傳感器的端部伸縮拉桿相連，而遠端錨固于遠離結構物測試點的路基上；結構物產(chǎn)生水平位移時，不會對基準桿的錨固點產(chǎn)生擾動，從而消除了擾動誤差，提高了測試精度。三、本實用新型只需將測試設備安裝于路基上，且固定在路基上的構件錨固時僅需幾十厘米深的錨固坑即可，較之測斜儀需在結構物及地基穩(wěn)定土層中埋設不小于幾米或十幾米的測斜管，其安裝容易。上述的基準桿和溫度校正桿分別設置有側向限位構件一、側向限位構件二，可限制基準桿和溫度校正桿的側向移動或彎曲變形，進一步減小了測量誤差。上述的側向限位構件一之間的基準桿外套有PVC或PPR保護管一、且該PVC或PI3R
保護管一固定在路基上；上述的側向限位構件二之間的溫度校正桿上外套有pvc或Pra保護管二、該pvc 或Pra保護管二也固定在路基上。這樣，可避免外界因素直接撞擊基準桿和溫度校正桿引起桿件彎折等情況出現(xiàn)， 進一步提高了測量設備的抗干擾能力。上述的位移傳感器端部伸縮拉桿與基準桿近端連接的具體結構是基準桿的端部與螺桿的一端螺紋連接，螺桿的另一端與L型連接件的橫邊固定連接，位移傳感器的端部伸縮拉桿穿過L型連接件的豎邊槽口，且伸縮拉桿在槽口兩側的位置上設置有鎖緊螺母。上述的溫度校正位移傳感器端部伸縮拉桿與溫度校正桿近端連接的具體結構是: 溫度校正桿的端部與螺桿的一端螺紋連接，螺桿的另一端與L型連接件的橫邊固定連接， 溫度校正位移傳感器的端部伸縮拉桿穿過L型連接件的豎邊槽口，且伸縮拉桿在槽口兩側的位置上設置有鎖緊螺母。以上的連接結構，使位移傳感器和溫度校正位移傳感器的端部伸縮拉桿可在L型連接件豎邊的槽口內進行三個方向的調節(jié)、定位、鎖緊及拆卸，現(xiàn)場安裝操作更為方便、快捷。上述的基準桿長度不小于與路基接觸處的結構物短邊長度的2倍，可確保基準桿在路基上的錨固點不受因結構物水平位移對相鄰路基土體擾動的影響。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細的說明。
圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。圖2為圖1的局部A(位移傳感器與基準桿連接結構)的放大示意圖。圖3為圖1的局部B (溫度校正位移傳感器與溫度校正桿連接結構)的放大示意圖。圖4為圖1的I-I剖面放大圖。圖5為圖1的II-II剖面放大圖。圖6為采用本實用新型實施例設備對一高速鐵路無砟軌道端刺結構相對于路基的水平位移測試曲線，橫坐標為測試時間，縱坐標為水平位移測試值。
具體實施方式
實施例圖1-3示出，本實用新型的一種具體實施方式
是，一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其組成是位移傳感器11固定于結構物的測試點R上，位移傳感器11的端部伸縮拉桿與基準桿21的近端(靠近結構物測點R的一端，也即本實用新型的“遠”、“近”參照物是結構物測試點R)連接，基準桿的遠端錨固于路基02上；溫度校正位移傳感器固定于基準桿21遠端以遠附近的路基02上，溫度校正位移傳感器的端部伸縮拉桿與溫度校正桿22的近端連接，溫度校正桿的遠端錨固于路基02上。實施時，也可將溫度校正桿22的近端錨固于基準桿21遠端以遠附近的路基02表面，溫度校正桿22的遠端與固定在路基02上的溫度校正位移傳感器12連接。本例的基準桿21與溫度校正桿22的長度、規(guī)格、材質完全相同，位移傳感器11與溫度校正位移傳感器的型號、量程、精度完全相同。圖1、圖4示出，本例的基準桿21和溫度校正桿22分別設置有側向限位構件一 41、 側向限位構件二 42。圖1、圖5及圖2、圖3示出，本例的側向限位構件一之間的基準桿21外套有PVC 或PI3R保護管一 31、且該PVC或Pra保護管31 —固定在路基02上。側向限位構件二 42之間的溫度校正桿22上外套有PVC或PI3R保護管二 32、該PVC或PI3R保護管二 32也固定在路基02上。PVC或Pra保護管一、二的固定可采用分別在保護管一 31、保護管二 32外澆筑混凝土墩51、52的方法進行固定，也可采用砌筑磚墩、外套U型卡扣的方法進行固定。圖1、圖2示出，本例的位移傳感器11端部伸縮拉桿與基準桿21近端連接的具體結構是基準桿21的端部與螺桿61的一端螺紋連接，螺桿61的另一端與L型連接件71的橫邊固定連接，位移傳感器11的端部伸縮拉桿穿過L型連接件71的豎邊槽口，且伸縮拉桿在槽口兩側的位置上設置有鎖緊螺母81。圖1、圖3示出，本例的溫度校正位移傳感器12端部伸縮拉桿與溫度校正桿22近端連接的具體結構是溫度校正桿22的端部與螺桿62的一端螺紋連接，螺桿62的另一端與L型連接件72的橫邊固定連接，溫度校正位移傳感器12的端部伸縮拉桿穿過L型連接件72的豎邊槽口，且伸縮拉桿在槽口兩側的位置上設置有鎖緊螺母82。本例的基準桿長度L不小于與路基接觸處的結構物01短邊長度的2倍。測試試驗采用以上的測量設備，對一高速鐵路無砟軌道端刺結構的水平位移進行了測試。 基準桿(溫度校正桿)由長度L = 21m、外徑33. 5mm、壁厚4. 25mm的鍍鋅鋼管組成；位移傳感器11與溫度校正位移傳感器12均為量程25mm的電測型位移計，精度等級為0. 2%。具
體測試數(shù)據(jù)如下表
權利要求1.一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其組成是位移傳感器(11)固定于結構物(01)的測試點R上，位移傳感器(11)的端部伸縮拉桿與基準桿的近端連接，基準桿的遠端錨固于路基(0 上；溫度校正位移傳感器(1 固定于基準桿遠端以遠附近的路基(0 上，溫度校正位移傳感器(1 的端部伸縮拉桿與溫度校正桿0 的近端連接，溫度校正桿的遠端錨固于路基(02)上；所述的基準桿與溫度校正桿0 的長度、規(guī)格、材質完全相同，位移傳感器(11) 與溫度校正位移傳感器(1 的型號、量程、精度完全相同。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其特征是所述的基準桿和溫度校正桿02)分別設置有側向限位構件一(41)、側向限位構件二 02)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其特征是所述的側向限位構件一之間的基準桿外套有PVC或pra保護管一(31)、且該PVC或Pra保護管一(31)固定在路基(02)上；所述的側向限位構件二 G2)之間的溫度校正桿02)上外套有PVC或Pra保護管二 (32)、該PVC或Pra保護管二 (32)也固定在路基(02)上。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其特征是，所述的位移傳感器(11)的端部伸縮拉桿與基準桿近端連接的具體結構是基準桿的端部與螺桿(61)的一端通過螺紋連接，螺桿(61)的另一端與L型連接件(71)的橫邊固定連接，位移傳感器(11)的端部伸縮拉桿穿過L型連接件(71)的豎邊槽口，且伸縮拉桿在槽口兩側的位置上設置有鎖緊螺母(81)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其特征是所述的溫度校正位移傳感器(12)的端部伸縮拉桿與溫度校正桿02)近端連接的具體結構是溫度校正桿02)的端部與螺桿(62)的一端通過螺紋連接，螺桿(62)的另一端與L型連接件m的橫邊固定連接，溫度校正位移傳感器(1 的端部伸縮拉桿穿過L型連接件的豎邊槽口，且伸縮拉桿在槽口兩側的位置上設置有鎖緊螺母(82)。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其特征是所述的基準桿長度不小于與路基(02)接觸處的結構物(01)短邊長度的2倍。
專利摘要本實用新型公開了一種結構物相對于路基的水平位移測量設備，其組成是位移傳感器固定于結構物測試點上，位移傳感器的端部伸縮拉桿與基準桿的近端連接，基準桿的遠端錨固于路基面上；溫度校正位移傳感器固定于基準桿遠端以遠附近的路基面上，溫度校正位移傳感器的端部伸縮拉桿與溫度校正桿的近端連接，溫度校正桿的遠端錨固于路基面上；基準桿與溫度校正桿的長度、規(guī)格、材質完全相同，位移傳感器與溫度校正位移傳感器的型號、量程、精度完全相同，溫度校正位移傳感器測試值實現(xiàn)了對位移傳感器測試值的校正。該測量設備的測量誤差小、精度高、安裝容易，可用于鐵路和公路建設與運營中的結構物位移測試。
文檔編號G01B21/02GK202182711SQ20112023626
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權日2011年7月6日
發(fā)明者劉鋼, 吳兵, 張國發(fā), 張良, 王冠, 羅強, 肖雙松, 陳堅, 陳虎, 魏永權 申請人:西南交通大學