[實用新型]空間結構豎向變形測量裝置

有效

• 申請號: 201020222755.3
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN201803708U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 張紀剛;趙鐵軍;付長春;李秋義;金祖權
• 申請（專利權）人: 青建集團股份公司;青島理工大學
• 主分類號: G01B13/24
• 分類號: G01B13/24;G01C5/04
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本實用新型涉及一種測量裝置，尤其涉及一種空間結構豎向變形的精確測量裝置。

背景技術

地基沉降是指地基土層在附加應力作用下壓密而引起的地基表面下沉。過大的沉降，特別是不均勻沉降，會使建筑物發生傾斜、開裂以致不能正常使用。

建筑物和土工建筑物修建前，地基中早已存在著土體自身重力的自重應力。建筑物和土工建筑物荷載通過基礎或路堤的底面傳遞給地基，使天然土層原有的應力狀態發生變化，在附加的三向應力分量作用下，地基中產生了豎向、側向和剪切變形，導致各點的豎向和側向位移。地基表面的豎向變形稱為地基沉降，或基礎沉降，由于建筑物荷載差異和地基不均勻等原因，基礎或路堤各部分的沉降或多或少總是不均勻的，使得上部結構或路面結構之中相應地產生額外的應力和變形。地基不均勻沉降超過了一定的限度，將導致建筑物的開裂、歪斜甚至破壞，例如磚墻出現裂縫、吊車輪子出現卡軌或滑軌、高聳構筑物傾斜、機器轉軸偏斜、與建筑物連接管道斷裂以及橋梁偏離墩臺、梁面或路面開裂等。

空間結構豎向變形直接關系到空間結構的安全，例如海底隧道、地鐵、體育館的安全。現有技術中，空間結構豎向變形測量找不到固定點作為基準，例如隧道的豎向變形、地鐵的豎向變形和體育館的豎向變形等，無法直接采用傳感器進行測量。

實用新型內容

本實用新型的技術效果能夠克服上述缺陷，提供一種空間結構豎向變形測量裝置，其可以對空間結構的豎向變形進行直接測量，方便準確。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：其包括基準靜力水準儀、測量靜力水準儀、數據處理模塊，基準靜力水準儀、測量靜力水準儀分別與數據處理模塊連接；基準靜力水準儀設置在空間結構的固定基準點上，測量靜力水準儀設置在空間結構的頂端，基準靜力水準儀與測量靜力水準儀之間通過管道連通。

網架結構內部的節點豎向變形不能采用位移計，因為位移計在空間網架結構中找不到固定點，經開發利用巖土地基大壩經常采用的靜力水準儀來測量。靜力水準儀是一種電感調頻類智能型位移傳感器，由精密液位計、儲液罐和連通管道組成。通過管道將所有液位計的液面連通，測量各液位計相對基點的垂直向變形情況。廣泛應用于路面線形沉降和剖面沉降、大壩線形沉降以及橋梁撓度的精密測量，安裝時將一個靜力水準儀設置在不動點(水平基點)，其它靜力水準儀設置在被測點，并用連通管道連接。其原理是通過液位的變化測量被測點相對水平基點的沉降變形。對于以豎向位移為主的變形觀測，其方法是首先根據建筑場地的地形、地質條件和對變形觀測的精度要求，合理布設變形控制網點。在建筑物附近比較穩固的位置埋設工作基點，直接用以測定建筑物上觀測點的位移，且應盡可能在變形影響以外的穩固位置埋設基準點，用以檢核工作基點本身的穩固性。工作基點與基準點一般都組成網形，用精密水準測量的方法來施測和檢驗。

基準靜力水準儀與測量靜力水準儀之間通過管道內設置的水或油連通，靜力水準儀中一般注入水或油，但冬季可能由于施工原因不能及時供暖，為了長期監測故以防凍液代替水，且防凍液不易揮發，另外在防凍液液面上添加了硅油，進一步防止防凍液揮發，減少液體的損失，保證足夠的液體流動。所有的測量靜力水準儀皆設置在同一高度。

數據處理模塊為PC機，靜力水準儀將沉降數值信號傳輸到PC機進行自動采集，實現了對空間結構的實時監測。沉降監測采用精密水準測量的方法，測定布設于建筑物上測點的高程，通過監測測點的高程變化來監測建筑物的沉降情況，在周期性的監測過程中，一旦發現下沉量較大或不均勻沉降比較明顯時，隨時報告施工單位。根據建筑施工規程要求和地基不均勻沉降將引起建筑破壞的機理，一般應在建筑物圍墻每個轉折點連接處設一個監測點。由于固定基準點是整個沉降監測的基準，所以固定基準點通常選擇不受影響的固定點設置，確保監測結果的可靠性。

液體靜力水準儀，是根據液體表面自然保持水平的特性(即連通管原理)而進行工作的，當儀器主體安放處(測點)出現高程變化時，儀器主體中的液面就出現升降變化，量測出這些變化量就可以確定每一個測點相對于某一基點的高差。

本裝置測量空間結構豎向變形，測量精度高，性能長期穩定可靠，測量范圍大，靈敏度高。

附圖說明

圖1為本實用新型的模塊示意圖。

具體實施方式

本裝置包括基準靜力水準儀、測量靜力水準儀、數據處理模塊，基準靜力水準儀、測量靜力水準儀分別與數據處理模塊連接；基準靜力水準儀設置在空間結構的固定基準點上，測量靜力水準儀設置在空間結構的頂端，基準靜力水準儀與測量靜力水準儀之間通過管道連通。