橋梁整體位移預(yù)警裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種橋梁整體位移預(yù)警裝置，包括設(shè)置在橋梁上部結(jié)構(gòu)底面的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)，所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)為金屬線；還包括設(shè)置在墩臺(tái)帽梁上的位移傳感器，所述位移傳感器上部設(shè)置有用于觸發(fā)水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)的探針；還包括有視頻攝像設(shè)備，所述視頻攝像設(shè)備與所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)相連接。根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特性，提前預(yù)設(shè)梁體偏位或扭轉(zhuǎn)的閥值，當(dāng)梁體發(fā)生偏位或扭轉(zhuǎn)超過(guò)預(yù)設(shè)閥值時(shí)，發(fā)生報(bào)警，并將現(xiàn)場(chǎng)工況通過(guò)視頻設(shè)備傳輸給監(jiān)視器，采用這套裝置，一方面避免了實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)工況，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；一方面可以及時(shí)的對(duì)偏位或扭轉(zhuǎn)發(fā)生預(yù)警，保證了橋梁監(jiān)測(cè)的可靠性，并且整套裝置造價(jià)較低，適宜大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】橋梁整體位移預(yù)警裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種位移預(yù)警裝置，尤其涉及一種橋梁整體發(fā)生位移時(shí)的預(yù)警裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]架設(shè)在江河湖海上，使車輛行人等能順利通行的建筑物，稱為橋。橋梁一般由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和附屬構(gòu)造物組成，上部結(jié)構(gòu)主要指橋跨結(jié)構(gòu)和支座系統(tǒng)；下部結(jié)構(gòu)包括橋臺(tái)、橋墩和基礎(chǔ)；附屬構(gòu)造物則指橋頭搭板、錐形護(hù)坡、護(hù)岸、導(dǎo)流工程等。
[0003]橋梁按照結(jié)構(gòu)體系劃分，有梁式橋、拱橋、剛架橋、懸索承重(懸索橋、斜拉橋)四種基本體系:梁式橋一般建在跨度很大、水域較淺處，由橋柱和橋板組成，物體重量從橋板傳向橋柱；拱橋一般建在跨度較小的水域之上，橋身成拱形，一般都有幾個(gè)橋洞，起到泄洪的功能，橋中間的重量傳向橋兩端，而兩端的則傳向中間；懸橋是如今最實(shí)用的一種橋，橋可以建在跨度大、水深的地方，由橋柱、鐵索與橋面組成，早期的懸橋就已經(jīng)可以經(jīng)住風(fēng)吹雨打，不會(huì)斷掉，吊橋基本上可以在暴風(fēng)來(lái)臨時(shí)巋然不動(dòng)。
[0004]橋梁使道路、鐵路或人行道跨越河流、湖泊、河谷、峽谷或其他道路。橋梁大多是固定的，但有些橋梁可以升起或旋轉(zhuǎn)。無(wú)論是哪一類橋梁，工程師面對(duì)的設(shè)計(jì)及建筑問(wèn)題是使橋梁結(jié)構(gòu)牢固，不會(huì)因承受重量而下陷或破裂。在保證使用牢固程度的同時(shí)，也要及時(shí)的做好相應(yīng)的監(jiān)測(cè)工作，包括橋梁的整體水平位移、橋梁上部結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)情況等。
[0005]目前的監(jiān)測(cè)裝置分為幾大類。中國(guó)專利(CN201852585U)公開(kāi)一種監(jiān)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)相對(duì)位移的激光裝置，裝置由多個(gè)相鄰的箱體組成，每個(gè)箱體由一基座固定于監(jiān)測(cè)點(diǎn)底部，箱體外部是封裝罩，在箱體內(nèi)部基座下方固定一個(gè)雙向鉸鏈，雙向鉸鏈連接一根連桿，連桿下方連接一夾具，夾具夾住一個(gè)激光發(fā)射器，激光發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)封裝罩前面板的通孔，前面板的通孔對(duì)準(zhǔn)相鄰箱體封裝罩背板上的激光標(biāo)靶，標(biāo)靶上有光敏傳感器接收激光發(fā)射器信號(hào)。用于監(jiān)測(cè)由于基礎(chǔ)不穩(wěn)定導(dǎo)致沉降發(fā)生的偏移，雖然解決了 GPS系統(tǒng)整體設(shè)備昂貴的問(wèn)題，但是監(jiān)測(cè)精度有待提高。
[0006]中國(guó)專利(CN103134432A)公開(kāi)一種基于光纖傳感的橋梁位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括:至少一個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器組，其固定于橋梁的監(jiān)測(cè)點(diǎn)并用于監(jiān)測(cè)橋梁的橫向、縱向和垂直形變；光纖光柵解調(diào)儀，其通過(guò)傳輸光纖連接至光纖光柵應(yīng)變傳感器組，光纖光柵解調(diào)儀內(nèi)部的光源發(fā)出的探測(cè)光入射到監(jiān)測(cè)區(qū)域的所有光纖光柵位移傳感器中，且所述光纖光柵解調(diào)儀用于解調(diào)光纖光柵應(yīng)變傳感器組產(chǎn)生的波長(zhǎng)傳感信號(hào)；以及監(jiān)控主機(jī)，其通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)接收光纖光柵解調(diào)儀的解調(diào)數(shù)據(jù)，并基于該解調(diào)數(shù)據(jù)分析橋梁的位移狀況和健康狀態(tài)。
[0007]中國(guó)專利(CN102607425A)公開(kāi)一種光纖光柵變形環(huán)的鋼軌或橋梁位移監(jiān)測(cè)裝置，該裝置由固定夾組件、連接組件、光纖光柵環(huán)形位移傳感組件、拉桿組件和傳感器殼體裝置組成；其中固定夾組件包括鋼軌固定夾和固定夾緊固螺栓，固定夾組件通過(guò)鋼軌固定夾夾持于被測(cè)鋼軌底部?jī)蓚?cè)，通過(guò)固定夾緊固螺栓將其緊固；連接組件包括鋼板、鋼板固定螺栓、固定架固定螺栓、連接鋼索固定架、連接鋼索緊固螺栓、連接鋼索固定螺栓和連接鋼索，鋼板固定螺栓將鋼板固定于鋼軌固定夾外側(cè)，連接鋼索固定架由固定架固定螺栓固定于鋼板外側(cè)，連接鋼索一端由連接鋼索緊固螺栓固定于連接鋼索固定架上，另一端通過(guò)連接鋼索固定螺栓固定于拉桿上；光纖光柵環(huán)形位移傳感組件包括第I光纖、第2光纖和剛性圓環(huán)，其第I光纖寫有第I光柵，第2光纖寫有第2光柵，第I光柵和第2光柵為不同波長(zhǎng)的兩個(gè)光纖光柵構(gòu)成的光纖光柵對(duì)，光纖光柵固定鋼管激光焊接于剛性圓環(huán)上，并且呈垂直分布；第I光纖和第2光纖分別穿過(guò)光纖光柵固定鋼管并呈垂直狀態(tài)，使得所述的光纖光柵對(duì)處于剛性圓環(huán)圓心處，光纖光柵對(duì)粘貼固化在光纖光柵固定鋼管里；剛性圓環(huán)沿第I光纖焊有相對(duì)方向的兩個(gè)受力臂，其一端固定在傳感器保護(hù)盒殼體上，另一端與傳遞位移量的拉桿相連；光纖光柵環(huán)形位移傳感組件置于傳感器殼體裝置內(nèi)，傳感器殼體裝置由兩對(duì)固定腳和四個(gè)固定腳固定螺栓固定在無(wú)砟軌道的道床上；傳感器殼體裝置由傳感器保護(hù)盒和拉桿保護(hù)管組成；拉桿組件包括拉桿、連接鋼索固定螺栓和彈簧，彈簧的一端連接在剛性圓環(huán)上，另一端通過(guò)拉桿的安裝孔與連接鋼索相連；對(duì)于監(jiān)測(cè)橋梁簡(jiǎn)支梁或連續(xù)梁梁體間伸縮位移，則將連接鋼索固定架和傳感器殼體裝置的固定腳分別固定在橋梁的被測(cè)梁體上和基準(zhǔn)梁體上。
[0008]上述公開(kāi)的專利申請(qǐng)均用于解決橋梁監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，但是都需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一方面對(duì)監(jiān)測(cè)人員要求較高，隨時(shí)要監(jiān)控狀態(tài)，另一方面，整體結(jié)構(gòu)組成都比較復(fù)雜，不適于大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。
[0009]有鑒于上述現(xiàn)有的橋梁位移監(jiān)測(cè)存在的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的橋梁整體位移預(yù)警裝置及其使用方法，使其更具有實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的橋梁位移監(jiān)測(cè)存在的缺陷，而提供一種新型橋梁整體位移預(yù)警裝置及其使用方法，提高監(jiān)測(cè)效率，降低成本，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
[0011]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種橋梁整體位移預(yù)警裝置，包括設(shè)置在橋梁上部結(jié)構(gòu)底面的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)，所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)為金屬線式的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)；還包括設(shè)置在墩臺(tái)帽梁上的位移傳感器，所述位移傳感器上部設(shè)置有用于觸發(fā)水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)的探針，還包括有視頻攝像設(shè)備，所述視頻攝像設(shè)備與所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)相連接。
[0012]為了更好地保證探針與水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)相接觸，前述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，所述位移傳感器與探針之間設(shè)置有彈簧。
[0013]為了防止水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)設(shè)置在橋梁上部底面造成腐蝕，前述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)預(yù)設(shè)在殼體上，所述殼體固定在橋梁上部結(jié)構(gòu)底面。
[0014]更進(jìn)一步的，前述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，所述殼體為塑料殼體。
[0015]為了保證信號(hào)傳輸與測(cè)量結(jié)果的精確度，前述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，所述殼體厚度為0.1?0.5cm。
[0016]前述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)為銅線式的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)。[0017]前述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)為鋁線式的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)。
[0018]前述橋梁整體位移預(yù)警裝置的使用方法，包括如下步驟，
[0019]I)根據(jù)需要監(jiān)測(cè)橋梁的結(jié)構(gòu)特性計(jì)算位移閥值；
[0020]2)將水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)預(yù)設(shè)在殼體內(nèi)，并固定在橋梁上部結(jié)構(gòu)底面；
[0021]3)根據(jù)計(jì)算的位移閥值，在墩臺(tái)帽梁上的合適高度設(shè)置位移傳感器和視頻攝像設(shè)備;
[0022]4)當(dāng)梁體位移超過(guò)預(yù)設(shè)位移閥值時(shí)，電路接通，開(kāi)啟視頻攝像設(shè)備，并發(fā)出預(yù)警；
[0023]5)管理人員根據(jù)傳輸?shù)囊曨l信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控和判斷。
[0024]前述的橋梁整體位移預(yù)警裝置的使用方法，所述位移傳感器上設(shè)置有探針。
[0025]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的橋梁整體位移預(yù)警裝置及其使用方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0026]本發(fā)明公開(kāi)的橋梁整體位移預(yù)警裝置，根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特性，提前預(yù)設(shè)梁體偏位或扭轉(zhuǎn)的閥值，當(dāng)梁體發(fā)生偏位或扭轉(zhuǎn)超過(guò)預(yù)設(shè)閥值時(shí)，發(fā)生報(bào)警，并將現(xiàn)場(chǎng)工況通過(guò)視頻設(shè)備傳輸給監(jiān)視器，采用這套裝置，一方面避免了實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)工況，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，一方面可以及時(shí)的對(duì)偏位或扭轉(zhuǎn)發(fā)生預(yù)警，保證了橋梁監(jiān)測(cè)的可靠性；并且整套裝置造價(jià)較低，適宜大規(guī)模的推廣應(yīng)用；整體裝置的操作方法較容易，安裝方便。
[0027]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明橋梁整體位移預(yù)警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1和圖2所示本發(fā)明的橋梁整體位移預(yù)警裝置，包括水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)101，水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)101采用銅金屬線，水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)101由互相垂直的橫線與縱線組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)101預(yù)設(shè)在厚度為0.1cm的塑料殼體103上，殼體103固定在橋梁上部結(jié)構(gòu)底面。
[0033]還包括設(shè)置在墩臺(tái)帽梁上的位移傳感器102，位移傳感器102上部設(shè)置有用于觸發(fā)水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)101的探針104，為了保證裝置探針104更可靠的觸發(fā)水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)101，在位移傳感器102與探針104之間設(shè)置有彈簧105。
[0034]為了更有效的保證管理人員了解現(xiàn)場(chǎng)情況，防止誤報(bào)警，還包括有視頻攝像設(shè)備106，視頻攝像設(shè)備106與水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)101電連接，用于拍攝發(fā)生預(yù)警時(shí)橋梁的實(shí)際情況。
[0035]首先根據(jù)監(jiān)測(cè)橋梁的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)特征，計(jì)算梁體的安全位移閥值，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，按照合適的高度，將整個(gè)裝置安裝在橋梁上部底面與墩臺(tái)帽梁上，當(dāng)梁體的整體水平偏移超過(guò)裝置設(shè)定的閥值時(shí)，探針104接觸水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)101的金屬線，形成通路，發(fā)出警報(bào)，同時(shí)開(kāi)啟視頻攝像設(shè)備106，管理人員根據(jù)視頻結(jié)果做出判斷。
[0036]此外，當(dāng)梁體整體扭轉(zhuǎn)過(guò)大造成探針104下彈簧105的壓力變化較大時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并啟動(dòng)視頻攝像設(shè)備106，這樣使得本裝置不僅能監(jiān)測(cè)橋梁上部結(jié)構(gòu)在水平方向的整體變位，而且也能對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)由于扭轉(zhuǎn)而可能出現(xiàn)的整體傾覆隱患進(jìn)行預(yù)警，便于管養(yǎng)人員及時(shí)采取措施，從而保證橋梁運(yùn)營(yíng)安全。
[0037]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，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、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)。
【權(quán)利要求】
1.一種橋梁整體位移預(yù)警裝置，其特征在于: 包括設(shè)置在橋梁上部結(jié)構(gòu)底面的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)，所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)為金屬線式的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)；還包括設(shè)置在墩臺(tái)帽梁上的位移傳感器，所述位移傳感器上部設(shè)置有用于觸發(fā)水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)的探針；還包括有視頻攝像設(shè)備，所述視頻攝像設(shè)備與所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，其特征在于:所述位移傳感器與探針之間設(shè)置有彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，其特征在于:所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)預(yù)設(shè)在殼體上，所述殼體固定在橋梁上部結(jié)構(gòu)底面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，其特征在于:所述殼體為塑料殼體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，其特征在于:所述殼體厚度為0.1^0.5cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，其特征在于:所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)為銅線式的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁整體位移預(yù)警裝置，其特征在于:所述水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)為鋁線式的水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求f4任一項(xiàng)所述橋梁整體位移預(yù)警裝置的使用方法，其特征在于:包括如下步驟， O根據(jù)需要監(jiān)測(cè)橋梁的結(jié)構(gòu)·特性計(jì)算位移閥值； 2)將水平位移傳感坐標(biāo)網(wǎng)預(yù)設(shè)在殼體內(nèi)，并固定在橋梁上部結(jié)構(gòu)底面； 3)根據(jù)計(jì)算的位移閥值，在墩臺(tái)帽梁上的合適高度設(shè)置位移傳感器和視頻攝像設(shè)備; 4)當(dāng)梁體位移超過(guò)預(yù)設(shè)位移閥值時(shí)，電路接通，開(kāi)啟視頻攝像設(shè)備，并發(fā)出預(yù)警； 5)管理人員根據(jù)傳輸?shù)囊曨l信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控和判斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的橋梁整體位移預(yù)警裝置的使用方法，其特征在于:所述位移傳感器上設(shè)置有探針。
【文檔編號(hào)】G01B21/02GK103591914SQ201310588941
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】朱曉文, 張宇峰, 李賢琪, 傅斌, 黃月華 申請(qǐng)人:江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司