[實(shí)用新型]一種水工建筑物豎向變形監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420799657.4
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN204286420U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇懷智;楊孟;韓彰;田始光;李金友
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種水工建筑物豎向變形監(jiān)測裝置，屬于建筑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

穿堤、水閘等水工結(jié)構(gòu)物中的土石結(jié)合區(qū)域在運(yùn)行中常出現(xiàn)不均勻沉降病害，對建筑物的安全及正常使用造成不利影響，甚至導(dǎo)致建筑物破壞或失事。通過在土石結(jié)合區(qū)域布設(shè)監(jiān)測儀器或裝置，實(shí)時獲取區(qū)域沉降信息，合理分析區(qū)域沉降空間與時間變化規(guī)律，及時發(fā)現(xiàn)區(qū)域沉降(特別是不均勻沉降)異常狀況，以科學(xué)采取防范或控制措施，對保障水工結(jié)構(gòu)物安全服役具有重要意義。

目前，常規(guī)沉降監(jiān)測裝置多存在施工布設(shè)困難、可重復(fù)利用率低、不易檢修維護(hù)、耐久性差、精度低、易受電磁環(huán)境干擾等不足。光纖傳感器具有抗輻射、耐腐蝕等特點(diǎn)，應(yīng)用于不均勻沉降病害監(jiān)測具有明顯的優(yōu)勢；但從光纖變形監(jiān)測的現(xiàn)狀來講，分布式實(shí)時監(jiān)測方式是當(dāng)前研究和應(yīng)用熱點(diǎn)，但技術(shù)本身和工程實(shí)用性方面尚不成熟，尤其是對于沉降監(jiān)測的光纖回路應(yīng)用更是處于空白。利用光纖中瑞利散射和菲涅爾反射、布里淵散射的變化，理論上不僅可以準(zhǔn)確定位不均勻沉降病害，且可以給出不均勻沉降病害的定量描述；但上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)過程中，光纖的布設(shè)極其考究，尤其回路設(shè)置更是困難。從最新的光纖技術(shù)領(lǐng)域上看，美國Luna?Technology公司的ODiSI(Optical?Distributed?Sensor?Interrogator)分布式光纖傳感系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)mm級空間分辨率，但是最大傳感長度只有50m，且實(shí)際應(yīng)用中受到多因素干擾，其有效監(jiān)測長度及分辨率會降低；日本NBX公司利用PPP-BOTDA技術(shù)生產(chǎn)的光納儀，有效空間分辨率可提高到cm級，但需要光纖回路布設(shè)，致使其很難直接應(yīng)用于實(shí)際工程的不均勻沉降監(jiān)測。本實(shí)用新型技術(shù)可在保證現(xiàn)有分布式光纖最大監(jiān)測距離(25km范圍內(nèi))的情況下，將空間分辨率提高到mm級。

為了充分利用現(xiàn)有技術(shù)監(jiān)測土石結(jié)合區(qū)域的不均勻沉降，使監(jiān)測設(shè)備獲得較高的初始精度、較大的測量量程，本實(shí)用新型將傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)與光纖傳感技術(shù)相結(jié)合，借鑒傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)直觀、簡單的優(yōu)點(diǎn)，避開其布設(shè)困難、利用率低、無法檢修維護(hù)、受電磁環(huán)境干擾等不利弊端，結(jié)合當(dāng)前光纖傳感技術(shù)所具有的分布式、高精度、實(shí)時性、多復(fù)雜環(huán)境應(yīng)用的優(yōu)勢，構(gòu)建可共載兩種技術(shù)的應(yīng)用平臺，設(shè)置兩種技術(shù)的共享信息融合的設(shè)備構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)土石結(jié)合區(qū)域不均勻沉降mm級精度的有效監(jiān)測和應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種水工建筑物豎向變形監(jiān)測裝置，創(chuàng)造性地搭建可以融合新舊技術(shù)的集成平臺，具有可重復(fù)的使用、極為方便的安裝及實(shí)時的檢測與維護(hù)等優(yōu)勢及分布式、微宏觀、實(shí)時性、復(fù)雜環(huán)境高適應(yīng)性等特點(diǎn)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的一種水工建筑物豎向變形監(jiān)測裝置，包括位于土石方結(jié)合區(qū)的通底豎井、位于通底豎井內(nèi)部的載道內(nèi)管，所述載道內(nèi)管內(nèi)安裝有變位臺，變位臺上的兩側(cè)對稱的安裝有驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)通過支架安裝在變位臺上，驅(qū)動電機(jī)與驅(qū)動軸連接，驅(qū)動軸上設(shè)有外螺紋，驅(qū)動軸插入到五級活塞內(nèi)，五級活塞設(shè)有與外螺紋配合的內(nèi)螺紋，通過位于五級活塞頂端的持力活塞與鉆頭外連管聯(lián)接，鉆頭外連管與錐形鉆頭連接，五級活塞位于活塞殼體內(nèi)，活塞殼體上設(shè)有第一刻槽，驅(qū)動電機(jī)內(nèi)安裝有無線接收模塊，無線接收模塊通過無線傳輸模塊與控制器信號連接；兩邊的活塞殼體分別與提升鉆頭活塞殼體運(yùn)動的升降裝置連接，變位臺的兩端對稱的安裝有校正變位臺水平的校正裝置，變位臺中部與一組對稱安裝的彈簧的一端連接，彈簧的另一端與豎向測尺鉸接，刻度臺位于設(shè)置在通底豎井上的橫梁，兩個彈簧之間設(shè)有光纖掛桶，光纖掛桶的底端與變位臺連接，光纖掛桶內(nèi)安裝有波狀回路光纖，波狀回路光纖上設(shè)有光纖扣，波狀回路光纖的輸入端安裝有光波發(fā)射器，波狀回路光纖的輸出端安裝有光波采集器。

作為優(yōu)選，所述升降裝置包含同速張拉繩、張拉臺、張拉載道和螺紋柱，所述同速張拉繩一端連接第一刻槽，另一端穿過張拉載道纏繞在螺紋柱并收納在張拉繩盤里，張拉臺位于橫梁上。

作為優(yōu)選，所述校正裝置包含校正牽引繩、牽引載道、牽引臺、擰固栓，所述牽引臺上設(shè)有兩個牽引載道，變位臺的一側(cè)設(shè)有兩個第二刻槽，兩根校正牽引繩一端分別穿過牽引載道與第二刻槽連接，兩根校正牽引繩的另一端分別通過設(shè)置在牽引臺的擰固栓擰緊，牽引臺位于橫梁上。

作為優(yōu)選，所述變位臺的下方設(shè)有護(hù)底凸臺。

作為優(yōu)選，所述控制器為STM32F103VET6。