CN107504947B - 一种测量相对变形的装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一种测量相对变形的装置，包括旋转测杆、固定测杆、数据处理装置、第一～第四探头、固定板、固定支架等；通过4个探头，分别测量路基平面与水平地面之间的夹角α、桥基平面与水平地面之间的夹角β，进而计算出桥基与路基之间的夹角定义通过上述数值的变化，来获得桥面和路基的沉降，判断桥面和路基的相对运动。本发明的测量相对变形的装置，通过旋转测杆、固定测杆、数据处理装置、第一～第四探头、固定板、固定支架等装置，具有能够实时对桥面和路基的沉降进行监测，检测的精度高，可靠性好等优点。

Description

一种测量相对变形的装置

本申请要求以下中国专利申请的优先权：（1）2017年8月22日提交的名称为“一种测量相对变形的装置”且申请号为201710724238.2的中国发明专利申请。

技术领域

本发明涉及工程测量测控领域，尤其涉及对工程基础填方结构的沉降或浮升的精密测量，具体来说是一种测量相对变形的装置。

背景技术

随着社会经济的发展，我国大量地兴建了水电站大坝、高层建筑物、高速公路、桥梁、堤防、油气输送管道、储油罐等基础性设施。在施工之前，需要对建筑的基础填方结构进行大量的精密测量，以对基建的沉降或浮升风险进行评测。

目前，测量沉降或浮升的手段主要是通过精密水准仪对沉降标点进行人工测量，人工环节容易造成测量误差大、效率低、劳动强度大，也没有即时风险评测、监测系统，不能及时发现工程建筑的沉降或浮升隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于克服人工对沉降测量、评估存在的各种缺陷，提供一种测量相对变形的装置，能够自动采集沉降或浮升数据，减少了人工操作，并提高了测量准度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种测量相对变形的装置，主要包括旋转测杆、固定测杆、数据处理装置、第一探头、第二探头、固定板、固定支架、第三探头和第四探头；其中，

所述的固定板与所述固定支架垂直固定连接在一起；

所述的固定测杆的一端与所述固定支架垂直固定连接在一起，另一端悬空设置，且所述固定测杆的轴线与所述固定板的平面平行；

所述固定测杆上侧部安装有所述数据处理装置，所述固定测杆下侧部安装有所述的第一探头和第二探头，且所述第一探头和第二探头的测量轴线垂直于所述固定板的平面；

所述的旋转测杆的一端通过转动结构链接在所述固定支架上，另一端悬空设置，且所述旋转测杆的轴线与所述固定板的平面平行；

所述的第三探头和第四探头安装在旋转测杆的下侧部，且第三探头和第四探头的轴测量线垂直于所述固定板的平面。

所述第一探头、第二探头第三探头和第四探头使用红外传感器。

所述装置用于测量桥基与路基之间的夹角，测量使用时，将所述固定板在桥基与路基的交界处的平面上。

本发明的测量相对变形的装置，包括旋转测杆、固定测杆、数据处理装置、第一～第四探头、固定板、固定支架等；所述的固定板与所述固定支架垂直固定连接在一起；所述的固定测杆的一端与所述固定支架垂直固定连接在一起，另一端悬空设置，且所述固定测杆的轴线与所述固定板的平面平行；所述固定测杆上侧部安装有所述数据处理装置，所述固定测杆下侧部安装有所述的第一探头和第二探头，且所述第一探头和第二探头的测量轴线垂直于所述固定板的平面；所述的旋转测杆的一端通过转动结构链接在所述固定支架上，另一端悬空设置，且所述旋转测杆的轴线与所述固定板的平面平行；所述的第三探头和第四探头安装在旋转测杆的下侧部，且第三探头和第四探头的轴测量线垂直于所述固定板的平面。通过4个探头，分别测量路基平面与水平地面之间的夹角 α、桥基平面与水平地面之间的夹角 β，进而计算出桥基与路基之间的夹角定义 φ。通过上述φ数值的变化，来获得桥面和路基的沉降，判断桥面和路基的相对运动。

本发明的测量相对变形的装置，通过旋转测杆、固定测杆、数据处理装置、第一～第四探头、固定板、固定支架等装置，具有能够实时对桥面和路基的沉降进行监测，检测的精度高，可靠性好等优点。

附图说明

下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明的一种测量相对变形的装置的结构示意图；

图2为本发明的一种测量相对变形的装置的工作原理示意图；

图3为本发明的一种测量相对变形的装置的工作状态示意图之一；

图4为本发明的一种测量相对变形的装置的工作状态示意图之二；

图5为本发明图的一种测量相对变形的装置的工作状态示意图之三。

附图标记说明：

A1-旋转测杆；A2-固定测杆；A3-数据处理装置；A4-第一探头；A5-第二探头；A6-固定板；A7-固定支架；A8-第三探头；A9-第四探头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20%，在部分实施例中可为10%，在部分实施例中可为5%或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

参见附图1所示，本发明具体实施方式提供的一种测量相对变形的装置，主要包括旋转测杆A1、固定测杆A2、数据处理装置A3、第一探头A4、第二探头A5、固定板A6、固定支架A7、第三探头A8和第四探头A9。其中，

所述的固定板A6与所述固定支架A7垂直固定连接在一起。

所述的固定测杆A2的一端与所述固定支架A7垂直固定连接在一起，另一端悬空设置，且所述固定测杆A2的轴线与所述固定板A6的平面平行。

所述固定测杆A2上侧部安装有所述数据处理装置A3，所述固定测杆A2下侧部安装有所述的第一探头A4和第二探头A5，且所述第一探头A4和第二探头A5的测量轴线垂直于所述固定板A6的平面。

所述的旋转测杆A1的一端通过转动结构链接在所述固定支架A7上，另一端悬空设置，且所述旋转测杆A1的轴线与所述固定板A6的平面平行。

所述的第三探头A8和第四探头A9安装在旋转测杆A1的下侧部，且第三探头A8和第四探头A9的轴测量线垂直于所述固定板A6的平面。

作为优选的实施形式，所述第一探头A4、第二探头A5第三探头A8和第四探头A9使用红外传感器。

测量使用时，将所述固定板A6在桥基与路基的交界处的平面上。分别调整旋转测杆A1和固定测杆A2，使得第一探头A4和第二探头A5的测量面（测量轴线所在平面）、第三探头A8和第四探头A9的测量面分别与路基平面、桥基平面垂直。

参见附图2，以路基桥梁的基础填方为例，对本发明测量相对变形的装置的工作原理和工作过程进行详细阐述。

将桥基与路基之间的夹角定义为φ。图2中，路基平面与水平地面之间的夹角为α，桥基平面与水平地面之间的夹角为β，则路基和桥基的夹角可表示为φ=α+β。

此时，可以确定，两个夹角 α和 β均与路基平面、桥基平面与安装平面的夹角无关。

根据图2所示，数据处理装置A3根据各探头的测量值（h1-h4，l1，l2）进行如下计算：

其中：为探头红外传感器与路基地面之间的距离，因此

同理：

因此可求出桥基路面与路基平面间的夹角φ：

。

如图2，l₁为第四探头A9的测量轴线与第三探头A8的测量轴线之间的水平距离， l₂为探头第二A5的测量轴线与探头第一A4的测量轴线之间的水平距离。h1-h4分别为第一探头、第二探头、第三探头、第四探头等四个探头的下端面与水平面之间的竖直距离。

当测量出上述夹角后，因为本装置长时间安装在路面上，该夹角的测量是一个长期采集的过程，长时间记录桥基平面和路基平面的夹角φ。假设桥面下沉或者上浮，会使本装置记录的数据（即前述的夹角φ）发生变化，从而可以根据数据变化情况来判断桥面和路基的相对运动。

作为附图3-5所示的使用状态，简单说明如下。

因为桥基和路基的沉降在空间内可以发生左右倾斜和前后倾斜。本发明通过转动旋转测杆A1就可以测量路基和桥基之间同时发生前后倾斜也发生左右倾斜的情况；只需要将仪器安装平面安装在桥基和路基两平面的交界处，使旋转测杆A1和固定测杆A2的探头测量位置分别处在桥基平面上、路基平面上即可。

具体地，在桥基或路基平面的交界附近随意制造一个平面，使第三探头A8和第二探头A5的光路分别打在路基平面和桥基平面上，缓慢转动旋转测杆A1，测量路基平面和桥基平面间的夹角的最大值，夹角的最大值即为路基平面和桥基平面的夹角。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种测量相对变形的装置，其特征在于所述装置用于测量桥基与路基之间的夹角，测量使用时，固定板在桥基与路基的交界处的平面上，

包括旋转测杆、固定测杆、数据处理装置、第一探头、第二探头、固定板、固定支架、第三探头和第四探头；所述旋转测杆、固定测杆、数据处理装置、第一探头、第二探头、固定板、固定支架、第三探头和第四探头通过连接或安装，设置为一体结构，其中，

所述固定板与所述固定支架垂直固定连接在一起；

所述固定测杆的一端与所述固定支架垂直固定连接在一起，另一端悬空设置，且所述固定测杆的轴线与所述固定板的平面平行；

所述固定测杆上侧部安装有所述数据处理装置，所述固定测杆下侧部安装有所述的第一探头和第二探头，且所述第一探头和第二探头的测量轴线垂直于所述固定板的平面；

所述旋转测杆的一端通过转动结构链接在所述固定支架上，另一端悬空设置，且所述旋转测杆的轴线与所述固定板的平面平行；

所述第三探头和第四探头安装在旋转测杆的下侧部，且第三探头和第四探头的轴测量线垂直于所述固定板的平面；

所述固定测杆与所述旋转测杆设置在同一个平面内，所述同一个平面与所述固定板平行；

所述固定测杆的悬空端、所述旋转测杆的悬空端，相对于所述固定支架彼此远离；

所述旋转测杆能够相对于所述固定支架在所述同一个平面内转动，使得所述旋转测杆与所述固定测杆在所述同一个平面内形成一个夹角。

2.如权利要求1所述的测量相对变形的装置，其特征在于，

所述第一探头、第二探头第三探头和第四探头使用红外传感器。