CN106338239B - 一种用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置及方法，所述装置包括预埋在待测工程构件或土体中的套管、倾角传感器、应变测量带、测量集成电桥、信号发射装置和无线集成装置；所述套管包括外套管和套设在所述外套管内的内套管；所述应变测量带设置在所述内套管的管壁上；所述倾角传感器、测量集成电桥设置在所述套管的顶端；所述应变测量带将测量到的数据传输至测量集成电桥，测量集成电桥将信号经信号发射装置发射至无线集成装置；所述倾角传感器与所述无线集成装置通讯连接。本发明安装方便，测量操作简单，减少了传统测量过程中人力消耗,可广泛用于建筑、岩土和道桥等相关监测工程，可灵活接入其他监测系统实现协同监测。

Description

一种用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置及方法。

背景技术

建设工程项目的全过程中，基坑边缘、建(构)筑物沿其深度或高度方向的横向位移分布是决定其安全性能的重要标志，在其服役期间，对其使用性能的评价至关重要。但传统的测量方式多为全站仪或水平仪等，需要人工测量，人力成本高、设备昂贵，容易受天气等环境因素影响，并不能对危险进行实时的预警。因此，急切需要一种成本低廉、操作简单且高度自动化的实时测量装置和方法来解决目前在建设工程中用于横向挠度曲线的上的众多难题。

发明内容

本发明的目的是要解决人工测量无法实现实时监测、监测效率低、设备昂贵等技术问题，提供一种建设工程中成本低廉、操作简单、能实现高效率实时监测的横向挠度曲线测量装置及方法。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，包括预埋在待测工程中的套管、倾角传感器、应变测量带、测量集成电桥、信号发射装置和集成终端；

所述套管包括外套管和套设在所述外套管内的内套管；

所述应变测量带设置在所述内套管的管壁上；

所述倾角传感器、测量集成电桥设置在所述套管的顶端；

所述应变测量带将测量到的数据传输至测量集成电桥，测量集成电桥将信号经信号发射装置发射至集成终端；所述倾角传感器与所述集成终端通讯连接。

所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，其特征在于：所述外套管的内壁至少设置有两个定位凹槽，所述内套管的外壁设置有插入所述定位凹槽的定位凸缘；

所述定位凹槽和所述定位凸缘均沿所述套管的轴线方向设置。

进一步地，所述内套管包括若干拼接的短套管，所述短套管的上端设置有定位插槽，所述短套管的下端设置有与相邻的短套管的定位插槽配合的定位插块。

进一步地，所述定位插槽内设置有橡胶密封条，所述定位插块上设置有橡胶垫层；

所述定位插槽的高度小于所述定位插块与橡胶垫层的高度之和，并大于所述定位插块的厚度。

进一步地，所述短套管包括两个拼接的半圆管，所述半圆管的一拼接面上设置有凹止口，另一拼接面上设置有凸止口；所述半圆管上的凸止口与拼接的半圆管上的凹止口相配合；

所述半圆管的内壁设置有用于粘贴应变测量带的定位槽。

进一步地，所述应变测量带包括基板印刷电路、若干电阻应变片、接线端子，所述电阻应变片沿所述内套管轴线方向均匀分布，所述电阻应变片设置在内套管的管壁上，所述电阻应变片通过所述基板印刷电路与所述测量集成电桥电连接。

进一步地，相邻电阻应变片的距离为15cm-50cm。

进一步地，所述短套管的长度为1m-3m。

一种用于测量建设工程中横向挠度曲线的方法，包括以下步骤：

S1、在待测构件、土体中预埋外套管；

S2、在内套管的管壁上粘贴应变测量带；

S3、将应变测量带与测量集成电桥连接，将所述测量集成电桥与信号发射装置连接，通过所述测量集成电桥将应变片测量信号置零；

S4、将内套管插入外套管；

S5、在套管裸露端部安装倾角传感器，并将其与设置在套管的管口的集成终端连接；

S6、通过集成终端设置测量参数，开始测量；

S7、通过集成终端的显示模块或互联网终端查询测量结果。

进一步地，所述内套管包括若干拼接的短套管，所述短套管的上端设置有定位插槽，所述短套管的下端设置有与相邻的短套管的定位插槽配合的定位插块；

所述短套管包括两个拼接的半圆管，所述半圆管的一拼接面上设置有凹止口，另一拼接面上设置有凸止口；

所述半圆管上的凸止口与拼接的半圆管上的凹止口相配合；

S2中，将应变测量带粘贴在半圆管内，再将两个半圆管拼装成短套管；

S4中，将短套管逐段拼接插入所述外套管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，通过设置外套管和内套管，外套管预埋在待测的土体或混凝土中，作为防护、防水的作用，可以进一步保护测量几乎不受到混凝土浇筑，地下水的影响，使得内套管能循环使用，节省施工材料，环保，而且不需要重复粘贴应变测量带，可工业化生产内套管，减小误差，提高施工效率。同时本发明安装方便，测量操作简单，减少了传统测量过程中人力消耗,可广泛用于建筑、岩土和道桥等相关监测工程，可灵活接入其他监测系统实现协同监测。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述用于构建横向位移分布无线测量的装置的结构示意图；

图2是本发明所述用于构建横向位移分布无线测量的装置的工作原理图；

图3是本发明所述用于构建横向位移分布无线测量的装置中内套管的横截面示意图；

图4是本发明所述用于构建横向位移分布无线测量的装置中内套管的结构示意图；

图5是本发明所述用于构建横向位移分布无线测量的装置中短套管下连接结构的结构示意图；

图6是本发明所述用于构建横向位移分布无线测量的装置中内套管的内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图6所示，本发明所述用于测量建设工程中横向挠度曲线的装置，包括套管1、倾角传感器2、应变测量带3、测量集成电桥4和信号发射装置5和集成终端；所述套管包括外套管11和套设在所述外套管11内的内套管12，本实施例中所述集成终端选用无线集成装置6。

所述应变测量带3设置在所述内套管12的管壁上；所述倾角传感器2设置在所述套管1的顶端，所述内套管12上端设置有定位片18，所述定位片18用于测量集成电桥4和信号发射装置5的安装位置。

所述应变测量带3将测量到的数据传输至测量集成电桥4，测量集成电桥4将信号经信号发射装置5发射至无线集成装置6；所述倾角传感器2、信号发射装置5分别与所述无线集成装置6通讯连接。

所述外套管11的内壁至少设置有两个定位凹槽13，所述内套管12的外壁设置有插入所述定位凹槽13的定位凸缘14；所述定位凹槽13和所述定位凸缘14沿所述套管的周向设置，本实施例中，所述定位凹槽13为两个，但本发明中的定位凹槽不局限于两个，也可以根据实际的套管直径，沿圆周方向均匀设置三个定位凹槽、四个定位凹槽等。

所述内套管12包括若干拼接的短套管，本实施例中，所述短套管的长度为1.5m，但本发明所述短套管的长度可以根据实际施工需要，选择1m、2m、2.5m、3m等长度。所述短套管的上端设置有定位插槽121，所述短套管的下端设置有与相邻的短套管的定位插槽121配合的定位插块123。所述定位插槽121内设置有橡胶密封条122，所述定位插块123上设置有橡胶垫层124。所述定位插槽121的高度小于所述定位插块123与橡胶垫层124的高度之和，并大于所述定位插块123的厚度。使得定位插块123插入定位插槽121后，橡胶密封条122和橡胶垫层124受到挤压，能很好地密封两段内套管12拼接的接缝。

所述短套管包括两个拼接的半圆管，所述半圆管的一拼接面上设置有凹止口16，另一拼接面上设置有凸止口17；所述半圆管上的凸止口17与拼接的半圆管上的凹止口16相配合，所述半圆管的内壁设置有用于粘贴应变测量带3的定位槽15。

所述应变测量带3上设置有基板印刷电路31，若干与电阻应变片32和对应的接线端子33，所述电阻应变片32通过基板印刷电路31与所述接线端子33连接，所述接线端子33通过导线与所述测量集成电桥4的输入端连接；所述测量集成电桥4的输出端与所述信号发射装置5通过导线连接；各段内套管12中的所述信号发射装置5之间及其与所述无线集成装置6通过无线通讯网络连接；所述倾角传感器2通过导线与所述无线集成装置6连接。

所述电阻应变片32沿所述内套管轴线方向均匀分布，本实施例中，相邻电阻应变片的距离为30cm，但本发明中相邻电阻应变片的距离可以根据工程的需要，设置15cm、20cm、25cm、35cm、40cm、45cm、50cm。

所述无线集成装置6置于所述组合式套管的裸露管口处。所述无线集成装置6包括用于控制测量的控制终端61，用于接收信号的信号接收器62，用于储存信号的信号储存器63，用于处理传感器模拟信号处理的运算电路64，A/D转换模块65，显示模块66和用于将测量结果传输至互联网终端的无线发送模块67。

一种用于测量建设工程中横向挠度曲线的方法，包括以下步骤：

S1、在待测构件、土体中预埋外套管11。

S2、在组成内套管12的半圆形管壁的定位槽15中粘贴应变测量带3。

S3、将应变测量带3与所述测量集成电桥4连接，将所述测量集成电桥4连接于所述信号发射装置5连接，通过所述测量集成电桥4将应变片32测量信号置零。

S4、将两段半圆形管壁对接形成内套管12，并逐段接驳内套管12后插入外套管11。

S5、在所述套管裸露端部的安装倾角传感器2，并将其与所述套管管口的无线集成装置6连接。

S6、通过无线集成装置6设置测量参数，开始测量。

S7、通过无线集成装置6的显示模块66或互联网终端查询测量结果。

本发明采用内套管和外套管组成套管，预埋在混凝土或土体中，外套管起到很好地防护、防水的作用，使得监测结果不受混凝浇筑以及地下水的影响，所有测量的组件都设置在内套管上，内套管可拆卸拼装，可在内套管上粘贴好应变测量带，一组一组工业化生产，自动化程度高，应变测量带的位置误差低，使得监测的精度高，而且不需要人值守，全自动24小时监测。

本发明采用组合式套管与待测构件、土体产生协调一致的挠度曲线，通过应变测量带和倾角传感器测量组合式套管的挠度曲线，可实现待测构件、土体的实时测量和结果的在线监测，自动化程度高，解决了测量数据处理滞后、测量自动化程度低等技术问题，保证了测量装置的防水能力，在测量过程中测量装置的更换不受初始化置零等操作历史测量情况的影响，核心部件能够重复使用，有效降低了测量仪器的成本，同时本发明安装方便，测量操作简单，减少了传统测量过程中人力消耗,可广泛用于建筑、岩土和道桥等相关监测工程，可灵活接入其他监测系统实现协同监测。

本实施例所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，其特征在于：包括预埋在待测工程中的套管、倾角传感器、应变测量带、测量集成电桥、信号发射装置和集成终端；

所述套管包括外套管和套设在所述外套管内的内套管；

所述应变测量带设置在所述内套管的管壁上；

所述倾角传感器、测量集成电桥设置在所述套管的顶端；

所述应变测量带将测量到的数据传输至测量集成电桥，测量集成电桥将信号经信号发射装置发射至集成终端；所述倾角传感器与所述集成终端通讯连接；

所述外套管的内壁至少设置有两个定位凹槽，所述内套管的外壁设置有插入所述定位凹槽的定位凸缘；

所述定位凹槽和所述定位凸缘均沿所述套管的轴线方向设置。

2.根据权利要求1所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，其特征在于：所述内套管包括若干拼接的短套管，所述短套管的上端设置有定位插槽，所述短套管的下端设置有与相邻的短套管的定位插槽配合的定位插块。

3.根据权利要求2所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，其特征在于：所述定位插槽内设置有橡胶密封条，所述定位插块上设置有橡胶垫层；

所述定位插槽的高度小于所述定位插块与橡胶垫层的高度之和，并大于所述定位插块的厚度。

4.根据权利要求2或3所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，其特征在于：所述短套管包括两个拼接的半圆管，所述半圆管的一拼接面上设置有凹止口，另一拼接面上设置有凸止口；所述半圆管上的凸止口与拼接的半圆管上的凹止口相配合；

所述半圆管的内壁设置有用于粘贴应变测量带的定位槽。

5.根据权利要求1所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，其特征在于：所述应变测量带包括基板印刷电路、若干电阻应变片、接线端子，所述电阻应变片沿所述内套管轴线方向均匀分布，所述电阻应变片设置在内套管的管壁上，所述电阻应变片通过所述基板印刷电路与所述测量集成电桥电连接。

6.根据权利要求5所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，其特征在于：相邻电阻应变片的距离为15cm-50cm。

7.根据权利要求2或3所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置，其特征在于：所述短套管的长度为1m-3m。

8.一种用于建设工程中横向挠度曲线测量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在待测构件、土体中预埋外套管；

S2、在内套管的管壁上粘贴应变测量带；

S3、将应变测量带与测量集成电桥连接，将所述测量集成电桥与信号发射装置连接，通过所述测量集成电桥将应变片测量信号置零；

S4、将内套管插入外套管；所述内套管包括若干拼接的短套管，所述短套管的上端设置有定位插槽，所述短套管的下端设置有与相邻的短套管的定位插槽配合的定位插块；

所述短套管包括两个拼接的半圆管，所述半圆管的一拼接面上设置有凹止口，另一拼接面上设置有凸止口；所述半圆管上的凸止口与拼接的半圆管上的凹止口相配合；

S5、在套管裸露端部安装倾角传感器，并将其与设置在套管的管口的集成终端连接；

S6、通过集成终端设置测量参数，开始测量；

S7、通过集成终端的显示模块或互联网终端查询测量结果。

9.根据权利要求8所述用于建设工程中横向挠度曲线测量的方法，其特征在于：

S2中，将应变测量带粘贴在半圆管内，再将两个半圆管拼装成短套管；

S4中，将短套管逐段拼接插入所述外套管。