CN106320390B - 一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法 - Google Patents

一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法，是在护岸板桩的两侧表面上制作U型凹槽，并将分布式光纤布设在凹槽中，将布设了分布式光纤的板桩下放到指定位置，采用BOTDR数据采集仪实时监测板桩上分布式光纤的变化，进而测出垂直护岸板桩的变形特征。本发明的监测过程更简单、快速，适用于长期监测和实时监测。

Description

一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法
技术领域
本发明涉及一种基于分布式光纤技术监测的监测方法，具体涉及一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法。
背景技术
分布式光纤传感器是一种新型传感器，具有抗电磁干扰，电绝缘性能好，安全可靠，耐腐蚀等特点，已在众多工程监测领域中得到应用。而垂直护岸板桩的施工简单方便，节约用地和人力材料资源，可以避免大量的开挖土方及拆除临近建筑物。然而由于它是抗水平位移桩，与其他桩承载竖向荷载不同，至今未能有好的方法来掌握其变形特征，在垂直护岸板桩的安全稳定监测过程中，如何对板桩的水平位移，周围的土压力，孔压以及钢筋应力进行长期监测，已成为亟待解决的技术问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法，掌握垂直护岸板桩的变形特征。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法，包括以下步骤：
步骤1，清理护岸板桩的表面；
步骤2，用切割机在护岸板桩的一侧表面上切出一条左右对称的U型凹槽；
步骤3，将分布式光纤布敷设到凹槽内，并用AB胶固定光纤位置；
步骤4，用环氧树脂灌缝，将分布式光纤全面粘贴覆盖固定；
步骤5，在护岸板桩的另一侧表面上重复上述步骤1-4的过程；
步骤6，用水力冲沉法将布设了分布式光纤的板桩下放到指定位置，将未布设分布式光纤的护岸板桩与布设了分布式光纤的板桩按排式排列；
步骤7，采用BOTDR解调仪实时监测板桩上分布式光纤的变化。
作为优选，所述步骤6中采用水力冲沉法下放护岸板桩，包括依次执行的以下操作：安装注水管、吊桩、校准桩位、开注水阀门进行沉桩、固定桩头。
作为优选，所述护岸板桩为钢筋混凝土护岸板桩。
作为优选，所述步骤6中，在护岸板桩快要下放完毕时，将桩头的分布式光纤套入护套，对桩头的分布式光纤传感器进行保护。
发明原理：当护岸板桩发生弯曲变形时，通过测试植入护岸板桩表面上的分布式光纤，考虑温度补偿，便可获得护岸板桩在弯曲变形下的应变分布。分布式光纤监测系统中的温度传感光缆只感受温度变化，而应变传感光缆同时感受温度和应变变化，最后剥离温度因素的影响，即可得到垂直护岸板桩的应变分布。
有益效果：本发明的分布式垂直护岸板桩光纤监测方法，可以准确的监测垂直护岸板桩的变形特征，与传统监测方法相比较，分布式光纤传感器监测过程更简单，快速。分布式光纤传感器具有安全可靠，抗电磁干扰，电绝缘性好，耐腐蚀，化学性能稳定等特点，可以用来作长期监测和实时监测。
除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。
附图说明
图1是布设了分布式光纤的护岸板桩主视图；
图2是图1的横截面图；
图3是图1的轴测图；
其中，1护岸板桩，2分布式光纤，3护套。
具体实施方式
实施例：
护岸板桩采用钢筋混凝土护岸板桩，包括常规护岸板桩(未布设分布式光纤)，以及布设了分布式光纤的护岸板桩。布设了分布式光纤的板桩与未布设分布式光纤的护岸板桩一样按排式排列。在需要布设护岸板桩的区段内，选择有代表性或者比较容易发生变形的地方，将分布式光纤布设在护岸板桩上，分布式光纤传感器的布设间隔视现场工程需要而定。布设方法是在护岸板桩的两侧表面上制作U型凹槽，并将分布式光纤布设在凹槽中，将布设了分布式光纤的板桩下放到指定位置，采用BOTDR数据采集仪实时监测板桩上分布式光纤的变化，进而测出垂直护岸板桩的变形特征。
布设了分布式光纤的护岸板桩的结构如图1、图2和图3所示，包括护岸板桩1，分布式光纤2和护套3。护岸板桩1呈板状，其两条竖直边上分别具有用相互于拼接的凸榫和凹槽，分布式光纤2布设在其两侧面上，为了更准确地检测护岸板桩1的整体变形，分布式光纤2布置成U形，U形底部的圆弧也靠近护岸板桩1的底端，预制的护岸板桩1内部具有贯通的柱状空腔，U形的两条竖线分别位于护岸板桩1的竖直边与柱状空腔与竖直边之间。
垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法的施工步骤如下：
a、清理板桩的表面；
b、用切割机在板桩的一侧表面上切出一条左右对称的U型凹槽(不需要完全对称)；
c、将分布式光纤布设进切出的凹槽内并用AB胶固定光纤位置；
d、用环氧树脂灌缝，将分布式光纤全面粘贴覆盖固定；
e、在板桩的另一侧表面上重复上述a、b、c、d的过程；
f、用水力冲沉法将布设了分布式光纤的板桩下放到指定位置，包括安装注水管、吊桩、校准桩位、开注水阀门进行沉桩、固定桩头等操作；在垂直护岸板桩快要下放完毕时，对桩头的分布式光纤传感器进行保护，将桩头的分布式光纤套入护套；
g、采用BOTDR解调仪实时监测板桩上分布式光纤的变化。
使用时，当护岸板桩发生弯曲变形时，通过测试植入护岸板桩表面上的分布式光纤，考虑温度补偿，便可获得护岸板桩在弯曲变形下的应变分布。分布式光纤监测系统中的温度传感光缆只感受温度变化，而应变传感光缆同时感受温度和应变变化，最后剥离温度因素的影响，即可得到垂直护岸板桩的应变分布。
以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，清理护岸板桩的表面，所述护岸板桩为钢筋混凝土护岸板桩；
步骤2，用切割机在护岸板桩的一侧表面上切出一条左右对称的U型凹槽；
步骤3，将分布式光纤布设到凹槽内，并用AB胶固定光纤位置；
步骤4，用环氧树脂灌缝，将分布式光纤全面粘贴覆盖固定；
步骤5，在护岸板桩的另一侧表面上重复上述步骤1-4的过程；
步骤6，用水力冲沉法将布设了分布式光纤的板桩下放到指定位置，将未布设分布式光纤的护岸板桩与布设了分布式光纤的板桩按排式排列；
步骤7，采用BOTDR解调仪实时监测板桩上分布式光纤的变化。
2.根据权利要求1所述的一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法，其特征在于：所述步骤6中采用水力冲沉法下放护岸板桩，包括依次执行的以下操作：安装注水管、吊桩、校准桩位、开注水阀门进行沉桩、固定桩头。
3.根据权利要求1所述的一种垂直护岸板桩桩身变形分布式监测方法，其特征在于：所述步骤6中，在护岸板桩快要下放完毕时，将桩头的分布式光纤套入护套，对桩头的分布式光纤传感器进行保护。
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