[實用新型]水工結構土石結合區域不均勻沉降組合監測裝置

有效

• 申請號: 201420802622.1
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN204286421U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 蘇懷智;楊孟;陳健;謝威
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

技術領域

本實用新型涉及一種水工結構土石結合區域不均勻沉降組合監測裝置，屬于建筑領域。

背景技術

穿堤、水閘等水工結構物中的土石結合區域在運行中常出現不均勻沉降病害，對建筑物的安全及正常使用造成不利影響，甚至導致建筑物破壞或失事。通過在土石結合區域布設監測儀器或裝置，實時獲取區域沉降信息，合理分析區域沉降空間與時間變化規律，及時發現區域沉降(特別是不均勻沉降)異常狀況，以科學采取防范或控制措施，對保障水工結構物安全服役具有重要意義。

目前，常規沉降監測裝置多存在施工布設困難、可重復利用率低、不易檢修維護、耐久性差、精度低、易受電磁環境干擾等不足。光纖傳感器具有抗輻射、耐腐蝕等特點，應用于不均勻沉降病害監測具有明顯的優勢；但從光纖變形監測的現狀來講，分布式實時監測方式是當前研究和應用熱點，但技術本身和工程實用性方面尚不成熟，尤其是對于沉降監測的光纖回路應用更是處于空白。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；但上述目標的實現過程中，光纖的布設極其考究，尤其回路設置更是困難。從最新的光纖技術領域上看，美國Luna?Technology公司的ODiSI(Optical?Distributed?Sensor?Interrogator)分布式光纖傳感系統可以實現mm級空間分辨率，但是最大傳感長度只有50m，且實際應用中受到多因素干擾，其有效監測長度及分辨率會降低；日本NBX公司利用PPP-BOTDA技術生產的光納儀，有效空間分辨率可提高到cm級，但需要光纖回路布設，致使其很難直接應用于實際工程的不均勻沉降監測。本實用新型技術可在保證現有分布式光纖最大監測距離(25km范圍內)的情況下，將空間分辨率提高到mm級。

為了充分利用現有技術監測土石結合區域的不均勻沉降，使監測設備獲得較高的初始精度、較大的測量量程，本實用新型將傳統監測技術與光纖傳感技術相結合，借鑒傳統監測技術直觀、簡單的優點，避開其布設困難、利用率低、無法檢修維護、受電磁環境干擾等不利弊端，結合當前光纖傳感技術所具有的分布式、高精度、實時性、多復雜環境應用的優勢，構建可共載兩種技術的應用平臺，設置兩種技術的共享信息融合的設備構件，實現土石結合區域不均勻沉降mm級精度的有效監測和應用。

實用新型內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種水工結構土石結合區域不均勻沉降組合監測裝置，創造性地搭建可以融合新舊技術的集成平臺，具有可重復的使用、極為方便的安裝及實時的檢測與維護等優勢及分布式、微宏觀、實時性、復雜環境高適應性等特點。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型的一種水工結構土石結合區域不均勻沉降組合監測裝置，包括位于土石方結合區的通底豎井、位于通底豎井內部的載道內管，所述載道內管內安裝有變位臺，變位臺的兩側對稱的安裝有轉動連軸，轉動連軸一端通過連軸套桶與松擰轉柄連接，松擰轉柄與旋轉栓連接，轉動連軸另一端與五級活塞連接，五級活塞的頂端與持力圓塞連接，持力圓塞與鉆頭外連管連接，鉆頭外連管與錐形鉆頭連接，五級活塞位于殼體內，殼體上設有第一刻槽，通過旋轉旋轉栓帶動松擰轉柄轉動，驅動五級活塞運動，從而通過持力圓塞運動帶動與鉆頭外連管連接的錐形鉆頭運動；變位臺兩邊五級活塞的殼體分別與帶動殼體運動的升降裝置連接，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，刻度臺位于設置在通底豎井上的橫梁上，兩個彈簧之間設有光纖掛桶，光纖掛桶的底端與變位臺連接，光纖掛桶內安裝有波狀回路光纖，波狀回路光纖上設有光纖扣，波狀回路光纖的輸入端安裝有光波發射器，波狀回路光纖的輸出端安裝有光波采集器。

作為優選，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，所述牽引臺上設有兩個牽引載道，變位臺的一側設有兩個第二刻槽，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置在牽引臺的擰固栓擰緊，牽引臺位于橫梁上。

作為優選，所述變位臺的下方設有護底凸臺。

作為優選，所述變位臺的下方設有護底彈簧。