[發明專利]一種樁基沖刷監測裝置

有效

• 申請號: 201710013660.7
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106917420B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 郭健;趙欽;顧頌平
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06F17/40
• 分類號: G06F17/40
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種樁基沖刷監測裝置，包括水下測管、測量組件和數據采集儀，所述水下測管位于待監測樁基側邊，所述測量組件位于所述水下測管的迎水面側，所述測量組件包括測力柱和土壓力測力傳感器，所述土壓力測力傳感器位于所述測力柱內，所述測力柱從上到下等間隔布置在所述水下測管上，所述土壓力測力傳感器的信號輸出端均與所述數據采集儀連接。本發明提供一種操作簡便、精度較高、實時性良好、有效實現遠程監測的樁基沖刷監測裝置。

技術領域

本發明涉及跨海越江橋梁工程下部結構的安全監測，具體涉及一種水中橋梁樁基礎的定量實時沖刷監測裝置。

背景技術

橋梁下部結構通過水下樁基支撐整個上部結構和車輛荷載，水下樁基承受著所有橋梁結構的豎向荷載，樁側土壓力的變化直接決定了樁基承載力的大小。而跨海越江橋梁的水下樁基受水流沖刷影響，會發生樁側土沖淤變化，這對橋梁樁基的安全性有很大影響，甚至造成橋梁垮塌破壞，近年國內外此類事故都時有發生。因此，橋梁工程中對樁基附近的水下地基土層進行觀測成為近年來工程界十分關系的問題。受水流沖刷作用下引起的橋梁損傷破壞也是橋梁結構健康監測需要重點關注的問題，對保證跨海越江橋梁的長期安全運行具有重要意義。如果能實時掌握橋梁樁基側的土層受水流沖刷變化的信息，即可再橋梁運營過程中及時采用適當工程加固方法有效降低事故發生的幾率，延長結構的使用年限。

對橋梁樁基附近水下土層沖刷的監測，目前現有的方法式是通過固定儀器監測和便攜式儀器監測，采用的原理有聲納技術和多波束的方法。現有的樁基沖刷測試方法的基本原理主要是測量水面到泥沙層介質間的深度變化。總的來看，這些方法還有不足之處：第一，這些方法一般無法實時連續測試，一般是定期出船進行觀測。且不能真正考慮沖淤層的復雜往復變化所帶來的對樁側土壓力真實變化，其測試得到的僅是水與泥沙界面的深度變化，無法考慮界面下層泥沙土層的密度變化，因此無法準確得到樁基側土壓力是否發生了變化。一般測量的精度也十分容易受到波浪等外界環境的干擾，需要不斷地進行校正來適應不同水域的環境變化。第二，這種方法不能監測到橋梁樁基近側沖刷引起的土壓力變化，得到的是水下大尺度的地形沖刷演化，樁側反而是測試盲點。

發明內容

為了克服已有樁基附近水下土層沖刷的監測的操作復雜、精度較低、實時性較差、無法實現遠程監測的不足，本發明提供一種操作簡便、精度較高、實時性良好、有效實現遠程監測的樁基沖刷監測裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種樁基沖刷監測裝置，包括水下測管、測量組件和數據采集儀，所述水下測管位于待監測樁基側邊，所述測量組件位于所述水下測管的迎水面側，所述測量組件包括測力柱和土壓力測力傳感器，所述土壓力測力傳感器位于所述測力柱內，所述測力柱從上到下等間隔布置在所述水下測管上，所述土壓力測力傳感器的信號輸出端均與所述數據采集儀連接。

進一步，所述土壓力測力傳感器包括用以感應土壓力的傳力桿和用于感知傳力桿傳導的土壓力的光纖光柵傳感器，所述傳力桿與所述光纖光柵傳感器配合。

再進一步，所述測力柱呈徑向布置，所述傳力桿位于所述測力柱的內腔，所述光纖光柵傳感器位于所述測力柱的底部。

所述監測裝置還包括數據發射裝置，所述數據采集儀與所述數據發射裝置連接。