CN102393449B - 一种用于混凝土结构的实时监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种土木工程技术领域的用于混凝土结构的实时监测方法及装置，在待监测的混凝土结构内部放置一个容器；在容器上设置外伸管，容器和外伸管一端密封连接，外伸管的另一端为开口端，通过该开口端冲入气体；从外伸管开口端注入一定量的液体，在外伸管中形成液体柱；当混凝土结构内部产生应变时，容器的体积会发生变化，容器体积变化会引起管内压强变化，管内压强变化通过气体最终导致外伸管液体柱的上升或下降，根据液体柱的上下浮动情况来判断结构的整体变化情况。本发明提供了一个简单直观的监测方法和装置，不仅避免了复杂的数据采集与分析，而且大大降低了实时监测费用。

Description

一种用于混凝土结构的实时监测方法及装置

技术领域

本发明涉及的是一种土木工程技术领域的方法，具体是一种用于混凝土结构的实时监测的压强计以及进行监测的方法。

背景技术

混凝土结构都需要定时对其进行检测或者监测，以确保结构的安全。混凝土破坏前通常会发生较大应变，较大裂缝，部分压碎等等，对结构的检测、监测也通常以上述状况为主。目前用于混凝土结构监测的仪器大多都是包含了传感器系统，数据采集与处理系统，数据分析系统，预警系统等等在内的监测仪器，这种仪器使用起来复杂且贵重，而且微小组件，比如应变片等容易在桥梁的长时间的动力荷载工作下遭到破坏，信号容易受到干扰，产生紊乱等等。

如中国发明专利公开号为CN101241035，名称为：混凝土结构物的裂缝检测方法，该专利公开了一种混凝土结构物的裂缝检测方法，其方法步骤包括:第一步骤的建置检测装置，第二步骤对于待测的钢筋混凝土裂缝灌入金属物质，以及第三步骤的放射线照射而在成像物件上成像，且于分析钢筋混凝土的裂缝缺陷分布状况。

又如中国实用新型专利CN201593190U，该实用新型专利涉及一种混凝土应变计组，具体为“混凝土应变计组具有传感器和连接传感器的细铁丝，其特征在于:所述传感器有七支,以正四面体的结构构成应变计组,其中正四面体的六条棱线上各设置一支传感器,在一个面的垂直方向再设置一支传感器。适用于水利水电、道路交通等领域的混凝土应力三维监测。”

上述的现有仪器使用起来复杂且贵重，而且比如应变片等容易遭到破坏，信号容易受到干扰，产生紊乱等等，不便于直接观察。

发明内容

本发明旨在提供一种用于混凝土结构的实时监测方法及装置，这种监测装置简单且易于观察，技术成本低，避免了复杂的测量分析，而且大大降低了经济成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的用于混凝土结构的实时监测方法，包括如下步骤：

第一步，在待监测的混凝土结构内部放置一个容器；

第二步，在容器上设置与容器相通的外伸管，容器和外伸管连接处密封，外伸管的另一端为开口端，通过该开口端冲入气体；

第三步，冲入气体后，从外伸管开口端注入一定量的液体，在外伸管中形成液体柱；

第四步，当混凝土结构内部产生应变时，容器的体积会发生变化，容器体积变化会引起管内压强变化，管内压强变化通过气体最终导致外伸管液体柱的上升或下降，这样便可以根据液体柱的上下浮动情况来判断结构的整体变化情况。

本发明所述用于混凝土结构的实时监测装置，包括放置于待监测的混凝土结构内部的容器；所述容器内部充满气体，所述容器外部设置一个与容器相通的外伸管，该外伸管一端和所述容器密封连接，另一端为开口端，所述外伸管中设有液体柱。

上述技术方案中，所述容器可以根据实际监测需要做成任意形状，例如用于监测梁的变形情况的容器可做成一个管状的空心管，沿梁长纵向埋在梁的底部，用以监测梁的挠度变化幅度和频度。这种容器的材料最好采用弹性比较好且耐磨的材料，这样在混凝土内部不易发生压坏或磨损。这样，根据容器内气压的变化，可以判断混凝土的应变程度和变化频度。

上述技术方案中，所述容器上伸出一个外伸管，从外伸管的一端注入一定量的液体，形成液体柱。所述容器外伸管上设有刻度。外伸管安在便于随时观察的地方。

由物理知识可知，一定量的气体所产生的压强将随着总体积大小的变化而减小或增强，反过来，也可以从一定量气体所产生的压强大小的变化来判断气体的密度及所占的体积量。这样当容器内压强变化时外伸管内的液体柱便会随之上下浮动，此时，可根据液体柱上下的浮动情况来判断充气管内压强的变化。这样，当混凝土结构内部产生应变时，容器的体积会发生变化，体积变化会引起压强变化，压强变化最终导致液体柱的上升或下降，根据液体柱的上下浮动情况就可以判断结构的整体变化情况。

与现有技术相比，本发明在待监测结构内部安装一个充气的容器，容器上连接有外伸管，在外伸管内注入一定量的液体柱，通过液体柱的变化判断容器内体积的变化，从而判断结构的变形情况。本发明提供了一个简单直观的监测方法，不仅避免了复杂的数据采集与分析，而且大大降低了实时监测费用，克服了现有技术监测系统采用昂贵的监测仪器的问题，而且本发明的装置可以长期使用，不会轻易遭到破坏，也没有信号干扰问题。

附图说明

图1是本发明一实施例中采用的监测装置的结构示意图。

图2是本发明一实施例中采用的监测装置的安装示意图。

图中：1为容器，2为液体柱，3为刻度上限，4为刻度下限，5为外伸管，6为主梁。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，为本实施例中采用的监测装置的结构示意图，本实施例中容器1的结构形状为空心管管状，放置于待监测的混凝土结构内部；所述空心管内部充满气体，所述空心管外部设置一个外伸管5，该外伸管5一端和所述空心管密封连接，另一端为开口端，所述外伸管中设有液体柱2。所述外伸管5上设有刻度上限3，刻度下限4。

当然，本发明检测装置中的外伸管5的数量可以根据实际需要进行选取，不局限于一个。可以同时设置多个，结果对比后更为准确。

如图2所示，以桥梁主梁的监测为例说明。将容器1部分即空心管沿梁长埋入主梁6下方，长度尽量保持跟主梁6长度一致。在不影响外力的情况下，容器1的体积越大测量结果越明显。从外伸管5的开口端冲入气体，压强不必太大，再注入一定高度的液体柱2，液体的密度尽量的大一些，若使用水银，则需在水银上方在注入一定量的油脂类液体，防止水银挥发。通过实验确定容器1的变形量，从而确定外伸管5刻度上限3和刻度下限4，正常状态下液体柱2是介于刻度上限和刻度下限之间的，若超出了这个范围，则表示容器变形量超出了预警值，也就是主梁的挠度或变形超出了预警值。外伸管5应当延伸至桥面板以上，潜在桥两端的栏杆处，这样不仅可以保护外伸管5，还可以方便人们随时观测液体柱的变化情况。

再例如，将容器做成管状形式，沿钢筋混凝土柱纵向放置在混凝土内部，可观察钢筋混凝土柱的徐变情况。

此外，可根据液体柱2上下跳动的频率和幅度来判断结构的振动情况，可以在一定程度上防止振动带来的破坏。要注意，外伸管5一定要尽量的细，这样当容器的体积发生微量变化时才能通过外伸管5里的液体柱2表示出来。

由上述可知，本发明根据和待检测结构在一起的容器体积的变化来判断结构的变化，不需要供电，可长时间用于监测结构的变形，震动，错位压碎等。本发明虽不能精确地检测出结构的某一个细微部位的情况，但若用在很多不需要精确测量的地方，这种方法相比现有的一些仪器就会显示出极大的优越性，不仅避免了复杂的数据采集与分析，大大降低了实时监测费用，操作简单直观，而且可以长期使用，不会轻易遭到破坏，也没有信号干扰问题。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种用于混凝土结构的实时监测方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，在待监测的混凝土结构内部放置一个容器；

第二步，在容器上伸出与容器相通的外伸管，容器和外伸管连接处密封，外伸管的另一端为开口端，通过该开口端充入气体；

第三步，充入气体后，从外伸管开口端注入液体，在外伸管中形成液体柱；

第四步，当混凝土结构内部产生应变时，容器的体积会发生变化，容器体积变化会引起管内压强变化，管内压强变化通过气体最终导致外伸管液体柱的上升或下降，根据液体柱的上下浮动情况来判断结构的整体变化情况。

2.根据权利要求1所述的用于混凝土结构的实时监测方法，其特征在于：所述外伸管设有刻度上限和刻度下限，正常状态下液体柱介于刻度上限和刻度下限之间，若超出了这个范围，则表示容器变形量超出了预警值，即主梁的挠度或变形超出了预警值。

3.根据权利要求1或2所述的用于混凝土结构的实时监测方法，其特征在于：所述容器的体积越大测量结果越明显，所述外伸管越细测量结果越明显。

4.根据权利要求1或2所述的用于混凝土结构的实时监测方法，其特征在于：所述容器采用具有弹性且耐磨的材料。

5.一种用于混凝土结构的实时监测装置，其特征在于包括放置于待监测的混凝土结构内部的容器；所述容器内部充满气体，所述容器外部设置与容器相通的外伸管，容器和外伸管连接处密封，该外伸管另一端为开口端，所述外伸管中设有液体柱。

6.根据权利要求5所述的用于混凝土结构的实时监测装置，其特征在于：所述外伸管上设有刻度值。

7.根据权利要求5所述的用于混凝土结构的实时监测装置，其特征在于：所述容器采用具有弹性且耐磨的材料。

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