[發明專利]一種橋梁伸縮縫三維方向相對位移監測系統及其使用方法

有效

• 申請號: 202010121997.1
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111272052B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 陳仁山;張偉;劉文江
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B7/16
• 代理公司: 濟南信在專利代理事務所(特殊普通合伙) 37271
• 代理人: 章艷榮

本發明涉及一種橋梁伸縮縫三維方向相對位移監測系統，通過在橋梁伸縮縫處設置有一個位移監測裝置可以實現橋梁伸縮縫的前后、上下及左右三維方向相對位移量的讀取，進而達到對橋梁伸縮縫的實時監測的目的，避免由于橋梁伸縮縫相對位移過大導致橋梁發生垮塌等意外事故。同時本發明通過在伸縮縫設置一個位移監測裝置就可以監測三維方向橋梁的位移，克服了現有技術中通過傳感器等電子元件穩定性差、測量的準確性容易受外界環境影響以及安裝和維修成本過高等問題。

技術領域

本發明涉及橋梁安全監測設備技術領域，特別是一種橋梁伸縮縫位移監測系統及其使用方法。

背景技術

橋梁由于其造價低，應用范圍廣等優點廣泛應用于公路、鐵路、跨海大橋等領域。在橋梁建設中，為了滿足橋梁熱脹冷縮或者其他外界應力作用下的變形需要，避免梁與梁之間由于相互擠壓而導致橋面損壞，通常在每相鄰兩根橋梁之間需要預留伸縮縫，也就是兩根橋梁之間需要間隔距離。而針對橋梁設置的領域不同，如陸地或海洋，橋梁伸縮縫的間距也有嚴格的要求。當橋梁在受到外力或其他自然條件的破壞時，橋梁的伸縮縫往往會沿著不同方向發生變化，當超過伸縮縫的可承受范圍，就會導致橋面發生嚴重變形或坍塌，給國家和人民的生命財產帶來巨大損失。

目前對于橋梁伸縮縫的監測主要還是通過位移傳感器或者工作人員通過定點定時現場監測，一方面傳感器的準確度往往會由于下雨、下雪或者其他惡劣的自然環境影響巨大，也導致更換較為頻繁，另一方面傳感器的造價也較高，如部分傳感器單個成本在三萬元左右，并且該傳感器后期維護費用也較大；此外通過工作人員定時定點的現場監測，一方面不能實時監測各個橋梁伸縮縫的位移情況，另一方面特別是針對橋梁上點位較多時需要大量工作人員檢測提高了勞動強度和人力成本。而本發明通過設置一個結構較為簡單，且通過單個相對位移監測裝置就可以實時的監測梁與梁之間三維方向的實時位移情況，其中本發明中的三維方向具體為沿水平順橋方向為X方向，沿水平橫橋錯位方向為Y方向，沿豎直方向為Z方向，并且當伸縮縫的位移超過預先設定的安全值時，會及時給控制中心發生預警信號。同時該監測裝置主要通過機械傳動的方式來監測位移數據，具有結構簡單、穩定性高的優點，同時造價也比普通電子傳感器低很多，便于在橋梁伸縮縫中廣泛應用。

發明內容

本發明為了克服現有技術中伸縮縫監測裝置穩定性差、成本高的問題，提供了一種橋梁伸縮縫三維方向相對位移監測系統及其使用方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種橋梁伸縮縫三維方向相對位移監測系統，所述位移監測系統包括L形桿、內伸縮桿、方向轉換裝置、直桿及控制器；所述L形桿及直桿均為空心管，所述方向轉換裝置包括矩形槽和連接桿；所述空心管和所述矩形槽內均布有兩片相同導電電阻片，兩電阻片同一側端與電源正、負不同電極相連；所述內伸縮桿的兩端設置有彈壓式接觸器，所述連接桿一端也設置有彈壓式接觸器，所述彈壓式接觸器貼緊導電電阻片并可在所述空心管和所述矩形槽內滑動，所述內伸縮桿和所述連接桿一端還設有限位裝置，防止外力作用下與所述空心管或所述矩形槽脫離，其中在L形桿、矩形槽及直桿內通過所述彈壓式接觸器沿導電電阻片的滑動，使電源正負極通過導電電阻片與彈壓式接觸器形成回路，通過制器中顯示電流的大小可判斷出所述彈壓式接觸器在導電電阻片上滑動的位移，進而可以確定伸縮縫的X、Y、Z三維方向的相對位移。

作為本發明的一種優選技術方案，所述L形桿的一端固定在伸縮縫一側的梁上，所述直桿一端固定在伸縮縫另一側的梁上，所述內伸縮桿的一端位于L形桿一側的孔內，該內伸縮桿的L桿側端在外力作用下可水平方向自由移動，該內伸縮桿的另一端垂直方向活動連接在所述矩形槽一側凹槽內，所述矩形槽一側焊接有連接桿，所述連接桿可在所述直桿內水平滑動；在橋梁上設置太陽能電池板，所述太陽能電池板與蓄電池連接，所述蓄電池作為電源正負極進行電流輸出。