CN118111388A - 公路桥梁基础沉降位移监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沉降监测设备技术领域，具体涉及公路桥梁基础沉降位移监测系统及方法，其中公路桥梁基础沉降位移监测系统中包括安装模块、监测模块和供给模块，在对公路桥梁基础的沉降进行监测时，在每个桥墩上安装两个安装模块，每个安装模块为一个监测模块提供一个安装平台，确保每个监测模块在监测桥墩沉降时保持稳定的姿态，通过将多个监测模块构成一个闭合的回路，则在初始状态时调整多个监测模块的显示的数据一致，经过一段时间的沉降，通过观测监测模块的数据变化即可，在数据读取之前，通过供给模块将多个监测模块中的检测液进行充分混合，降低不同监测模块之间的温度差对检测液的影响，从而提高对桥墩沉降监测的精准度。

Description

公路桥梁基础沉降位移监测系统及方法

技术领域

本发明涉及沉降监测设备技术领域，具体涉及公路桥梁基础沉降位移监测系统及方法。

背景技术

桥梁墩沉降监测设备是一种专门用于监测桥梁墩施工过程中沉降情况的设备。它通过安装在墩身上的传感器，能够实时监测和记录墩身的沉降变化，以确保施工过程的稳定性和安全性。为了进行桥梁墩的施工沉降监测，通常采用静力水准仪这一高精度液位测量系统。该系统适用于测量多个测点的相对沉降情况。在使用过程中，多个静力水准仪的容器通过通液管联接在一起，每个容器的液位由相关传感器测出。通过测量液位的变化量，可以判断各测点的沉降情况。然而，在目前的静力水准仪监测过程中存在一些问题，由于静力水准仪布置在不同位置，液体的温度可能有所不同，从而导致液体的体积存在差异，这种差异会对静力水准仪的测量精度产生影响，导致对桥梁墩沉降监测的数据精准度降低。

发明内容

本发明提供公路桥梁基础沉降位移监测系统及方法，以解决现有的监测系统对沉降的监测精准度低的问题。

本发明的公路桥梁基础沉降位移监测系统及方法采用如下技术方案：

公路桥梁基础沉降位移监测系统，包括安装模块、监测模块和供给模块。

安装模块设置有多个，安装模块具有安装平台，每个桥墩上设置有两个安装模块；监测模块设置有多个，每个监测模块设置于一个安装平台上，相邻两个桥墩上的监测模块之间相互连通，多个桥墩上的监测模块能够构成闭合的回路；供给模块用于向监测模块内供给检测液，供给模块能够将监测模块所用到的检测液进行充分混合。

进一步地，监测模块包括储液筒和检测筒，储液筒内部具有储液腔，储液筒上设置有连通储液腔与外部环境的进水口和出水口，检测液能够通过进水口进入储液腔内；检测筒固定设置于储液筒的上端，检测筒上设置有观测窗，检测筒内部设置有检测杆，检测杆的一端能够在检测筒内部滑动，检测杆的另一端始终漂浮在储液腔内的检测液表面。

进一步地，检测杆的端部设置有漂浮块，漂浮块能够漂浮在检测液的表面。

进一步地，储液筒上设置有连通储液腔与外部环境的泄气孔。

进一步地，储液筒内设置有扰流板，扰流板竖直设置于储液筒的中部，扰流板能够将进水口和出水口分隔，扰流板能够沿储液筒的轴线方向伸缩设置，扰流板始终处于检测液的液面下方。

进一步地，扰流板的下端固定连接储液筒，扰流板的上端设置有漂浮环，漂浮环能够漂浮在检测液的表面。

进一步地，供给模块包括供给筒和供给泵，供给筒内存储有检测液，供给泵能够将供水筒内的检测液输送至储液筒内部。

进一步地，相邻两个桥墩之间设置有第一导管，第一导管能够将相邻两个桥墩上的储液筒连通；处于端部的桥墩上设置有第二导管，第二导管能够将处于端部的桥墩上的两个储液筒连通。

进一步地，第一导管的弯曲度小于第二导管的弯曲度，使得检测液在第一导管内的粘滞阻力小于第二导管内的粘滞阻力；供给筒设置于任意一个第二导管上。

公路桥梁基础沉降位移监测方法，利用上述任意一项所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，包括以下步骤：

S100：获取桥墩数量；

S200：根据桥墩数量设置安装平台；

S300：将监测模块安装在安装平台上；

S400：将桥墩上的监测模块进行连通；

S500：通过供给模块向监测模块内供给检测液；

S600：通过供给模块将多个监测模块内的检测液进行充分混合。

本发明的有益效果是：本发明的公路桥梁基础沉降位移监测系统及方法，其中公路桥梁基础沉降位移监测系统中包括安装模块、监测模块和供给模块，在对公路桥梁基础的沉降进行监测时，在每个桥墩上安装两个安装模块，每个安装模块为一个监测模块提供一个安装平台，确保每个监测模块在监测桥墩沉降时保持稳定的姿态，通过将多个监测模块构成一个闭合的回路，则在初始状态时调整多个监测模块的显示的数据一致，经过一段时间的沉降，通过观测监测模块的数据变化即可，在数据读取之前，通过供给模块将多个监测模块中的检测液进行充分混合，降低不同监测模块之间的温度差对检测液的影响，从而提高对桥墩沉降监测的精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的公路桥梁基础沉降位移监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的公路桥梁基础沉降位移监测系统的正视图；

图3为本发明实施例提供的公路桥梁基础沉降位移监测系统的剖视图；

图4为本发明实施例提供的公路桥梁基础沉降位移监测系统剖切后的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的公路桥梁基础沉降位移监测系统的原理图。

图中：110、储液筒；111、进水口；112、出水口；120、检测筒；130、调整支腿；140、限位环；150、漂浮块；160、扰流板；170、漂浮环；180、第一导管；190、第二导管；210、安装平台；220、供给筒；230、检测杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的公路桥梁基础沉降位移监测系统，包括安装模块、监测模块和供给模块。

安装模块设置有多个，安装模块具有安装平台210，安装平台210始终处于水平状态，每个桥墩上设置有两个安装模块，在桥墩的圆周方向中，两个安装模块均匀分布。

监测模块设置有多个，每个监测模块设置于一个安装平台210上，即在同一个桥墩中具有两个监测模块，同一个桥墩中的监测模块监测的数据一致，相邻两个桥墩上的监测模块之间相互连通，多个桥墩上的监测模块能够构成闭合的回路，即端部的桥墩上设置的两个监测模块互相导通，通过设置为闭合的回路能够提高对桥墩沉降监测的精准度。

供给模块用于向监测模块内供给检测液，供给模块能够将监测模块所用到的检测液进行充分混合。在未对桥墩的沉降进行监测时，监测模块内部不具备检测液，在多个监测模块均安装完毕时，供给模块开始向多个监测模块内供给检测液。在对桥墩的沉降进行判断之前，首先使用供给模块将多个监测模块内的检测液进行充分混合，在监测模块内的检测液处于稳态时对桥墩的沉降进行判断，在具体的设置中，检测液处于稳态是指检测液的水面不再波动。

本发明的公路桥梁基础沉降位移监测系统，在对公路桥梁基础的沉降进行监测时，在每个桥墩上安装两个安装模块，每个安装模块为一个监测模块提供一个安装平台210，确保每个监测模块在监测桥墩沉降时保持稳定的姿态，通过将多个监测模块构成一个闭合的回路，则在初始状态时调整多个监测模块的显示的数据一致，经过一段时间的沉降，通过观测监测模块的数据变化即可，在数据读取之前，通过供给模块将多个监测模块中的检测液进行充分混合，降低不同监测模块之间的温度差对检测液的影响，从而提高对桥墩沉降监测的精准度。

在其中一个实施例中，监测模块包括储液筒110和检测筒120，储液筒110内部具有储液腔，储液筒110能够固定安装在安装平台210上，储液筒110在安装平台210上处于竖直状态，储液筒110的下端与安装平台210之间设置有多个调整支腿130，多个调整支腿130绕储液筒110周向均匀分布，每个调整支腿130的轴线均与储液筒110轴线平行设置，每个调整支腿130均能够伸缩，通过设置调整支腿130的长度能够调整储液筒110的竖直状态。储液筒110上设置有连通储液腔与外部环境的进水口111和出水口112，在本实施例中，储液筒110的进水口111与出水口112均设置在储液筒110的下端，检测液能够通过进水口111进入储液腔内，进入储液腔内的检测液能够通过出水口112脱离储液腔。检测筒120固定设置于储液筒110的上端，检测筒120与储液筒110处于同轴状态，检测筒120内部具有检测腔，检测腔能够与储液腔连通，检测筒120上设置有观测窗，工作人员能够通过观测窗看到检测腔。检测筒120内部设置有检测杆230，在具体的设置中，检测杆230的一端设置于检测腔内，检测杆230的另一端设置于储液腔内，检测杆230与检测筒120始终处于同轴状态，检测筒120与储液筒110之间设置有限位环140，限位环140与检测杆230同轴滑动连接，工作人员能够通过观测窗看到检测杆230，检测杆230的一端能够在检测筒120内部滑动，检测杆230的另一端始终漂浮在储液腔内的检测液表面，在储液腔内的液面发生变化时，检测杆230的上端在检测腔内的位置发生变化。

在其中一个实施例中，检测杆230的端部设置有漂浮块150，漂浮块150能够漂浮在检测液的表面，在具体的设置中，漂浮块150设置于检测杆230的下端，漂浮块150通常设置为发泡聚丙烯材质，确保漂浮块150始终具有良好的浮力。

在其中一个实施例中，储液筒110上设置有连通储液腔与外部环境的泄气孔，在检测液进入储液腔内时，储液筒110内的气体直接从泄气孔处排出储液腔，防止储液筒110内部产生气压差，进而防止检测液在储液筒110内部因气压不同导致检测液的液面高度有差异，进而确保监测的精准度。

在其中一个实施例中，储液筒110内设置有扰流板160，扰流板160竖直设置于储液筒110的中部，扰流板160能够将进水口111和出水口112分隔，扰流板160能够沿储液筒110的轴线方向伸缩设置，即扰流板160能够在竖直方向伸缩，扰流板160始终处于检测液的液面下方，检测液在进入储液筒110内部时，检测液在竖直方向上具有运动的路径，则在对检测液进行混合时，扰流板160能够增加对检测液的混合效果。

在其中一个实施例中，扰流板160的下端固定连接储液筒110，扰流板160的上端设置有漂浮环170，漂浮环170能够漂浮在检测液的表面，在具体的设置中，扰流板160的上端设置有辅助杆，辅助杆设置多个，多个辅助杆沿扰流板160周向分布，每个辅助杆均处于倾斜状态，每个辅助杆的另一端固定连接漂浮环170，使得扰流板160的上端处于漂浮环170的下方，即扰流板160始终处于检测液的液面下方，使得检测液在充分混合后能够从出水口112排出储水腔。

在其中一个实施例中，供给模块包括供给筒220和供给泵，供给筒220内存储有检测液，供给泵能够将供水筒内的检测液输送至储液筒110内部。供给筒220固定设置于桥墩上，在多个储液筒110均安装在安装平台210上时，并且多个储液筒110连接成闭环结构后，供给泵开始启动，供给泵将检测液逐个输送至储液筒110内部。在对桥墩的沉降进行监测时，经过一段时间的运行，在读取每个桥墩的沉降程度之前，首先启动供给泵，供给泵再次将检测液进行混合，使得多个储液筒110内部的检测液能够充分混合，在储液筒110内的检测液处于稳态时，对每个检测杆230的位置进行读取，其中同一个桥墩上的检测杆230数据应该相同，结合实际读取数据判断检测液在流动过程中的阻力，根据检测液流动过程中的阻力判断桥墩的实际沉降量，减少温度对检测液的影响。

在其中一个实施例中，检测筒120内部设置有距离传感器，距离传感器用于获取检测杆230在检测筒120内的移动数据，通过距离传感器能够精准的获取检测杆230在检测筒120内移动的数据。

在其中一个实施例中，相邻两个桥墩之间设置有第一导管180，第一导管180能够将相邻两个桥墩上的储液筒110连通，检测液在第一导管180内流动时的粘滞阻力相同。处于端部的桥墩上设置有第二导管190，第二导管190能够将处于端部的桥墩上的两个储液筒110连通，检测液在第二导管190内流动时的粘滞阻力相同。

在其中一个实施例中，第一导管180的弯曲度小于第二导管190的弯曲度，使得检测液在第一导管180内的粘滞阻力小于第二导管190内的粘滞阻力，具体的，通过第一导管180和第二导管190的设定，将多个第一导管180和第二导管190连接为闭合回路，从而提高检测的精度；由于第一导管180和第二导管190的弯曲程度不一致，则检测液在第一导管180内流动的粘滞阻力小于检测液在第二导管190内流动的粘滞阻力。供给筒220设置于任意一个第二导管190上。在储液筒110内部的检测液被混合均匀后，且储液筒110内的检测液处于稳态后，若相邻两个桥墩上的检测杆230在检测筒120内移动的数据不同时，一方面是检测液在第一导管180内流动的粘滞阻力造成的，另一方面是相邻两个桥墩的不同沉降造成的。若同一桥墩上的检测杆230在检测筒120内移动的数据不同时，根据同一桥墩上的检测杆230在检测筒120内移动的数据差异，以及同一桥墩上的两个储液筒110之间间隔的第一导管180和第二导管190的个数，计算出检测液在第一导管180内流动时的粘滞阻力对检测液的影响，同时计算出检测液在第二导管190内流动时的粘滞阻力对检测液的影响，其次根据检测液在第一导管180和第二导管190内流动时的粘滞阻力对检测液流动的影响，计算出检测杆230在检测筒120内移动的实际数据，从而判断出桥墩的沉降量。

本发明实施例提供的公路桥梁基础沉降位移监测方法，利用上述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，包括以下步骤：

S100：获取桥墩数量。

S200：根据桥墩数量设置安装平台210，确保每个桥墩上均布置有两个安装平台210。

S300：将监测模块安装在安装平台210上，确保监测平台处于稳态，防止在桥墩沉降时监测模块出现倾斜的状况。

S400：将桥墩上的监测模块进行连通，确保监测模块处于相互连通的状态。

S500：通过供给模块向监测模块内供给检测液，在监测模块处于稳定状态之后再向监测模块内供给检测液，初始状态时调整多个监测模块内的检测液相同，则在桥墩发生沉降时，发生沉降的桥墩上的检测液发生变化，从而便于对沉降的桥墩进行观测。

S600：通过供给模块将多个监测模块内的检测液进行充分混合，在判断桥墩沉降之前，减少温度对检测液体积的影响，提高监测的精准度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于，包括：

安装模块，安装模块设置有多个，安装模块具有安装平台，每个桥墩上设置有两个安装模块；

监测模块，监测模块设置有多个，每个监测模块设置于一个安装平台上，相邻两个桥墩上的监测模块之间相互连通，多个桥墩上的监测模块能够构成闭合的回路；

供给模块，供给模块用于向监测模块内供给检测液，供给模块能够将监测模块所用到的检测液进行充分混合。

2.根据权利要求1所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于：监测模块包括储液筒和检测筒，储液筒内部具有储液腔，储液筒上设置有连通储液腔与外部环境的进水口和出水口，检测液能够通过进水口进入储液腔内；检测筒固定设置于储液筒的上端，检测筒上设置有观测窗，检测筒内部设置有检测杆，检测杆的一端能够在检测筒内部滑动，检测杆的另一端始终漂浮在储液腔内的检测液表面。

3.根据权利要求2所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于：检测杆的端部设置有漂浮块，漂浮块能够漂浮在检测液的表面。

4.根据权利要求3所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于：储液筒上设置有连通储液腔与外部环境的泄气孔。

5.根据权利要求4所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于：储液筒内设置有扰流板，扰流板竖直设置于储液筒的中部，扰流板能够将进水口和出水口分隔，扰流板能够沿储液筒的轴线方向伸缩设置，扰流板始终处于检测液的液面下方。

6.根据权利要求5所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于：扰流板的下端固定连接储液筒，扰流板的上端设置有漂浮环，漂浮环能够漂浮在检测液的表面。

7.根据权利要求2所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于：供给模块包括供给筒和供给泵，供给筒内存储有检测液，供给泵能够将供水筒内的检测液输送至储液筒内部。

8.根据权利要求7所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于：相邻两个桥墩之间设置有第一导管，第一导管能够将相邻两个桥墩上的储液筒连通；处于端部的桥墩上设置有第二导管，第二导管能够将处于端部的桥墩上的两个储液筒连通。

9.根据权利要求8所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于：第一导管的弯曲度小于第二导管的弯曲度，使得检测液在第一导管内的粘滞阻力小于第二导管内的粘滞阻力；供给筒设置于任意一个第二导管上。

10.一种公路桥梁基础沉降位移监测方法，利用权利要求1-9中任意一项所述的公路桥梁基础沉降位移监测系统，其特征在于，包括以下步骤：

S100：获取桥墩数量；

S200：根据桥墩数量设置安装平台；

S300：将监测模块安装在安装平台上；

S400：将桥墩上的监测模块进行连通；

S500：通过供给模块向监测模块内供给检测液；

S600：通过供给模块将多个监测模块内的检测液进行充分混合。