CN112197856A - 一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置 - Google Patents

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戴光宇
陈克坚
王景全
曾永平
叶至韬
陈硕
李振亚
周源
舒爽
张煜
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Abstract

本发明涉及一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，应用在桥墩结构检测装置的技术领域，其包括环形震动加速度采集仪：成环形的安装在桥墩的外侧，用于实时采集桥墩所在区域震动波，所述震动波包括列车通过时的机械震动波，并将信号通过无线传输的发送到监测系统；无线传输模块：用于接收加速度采集仪的震动波信号，并将震动波信号转化成电信号以无线通讯的方式传给监测系统；能源装置：用于给环形震动加速度采集仪和无线传输模块提供电能；监测系统：将震动波信号还原成震动波的图像信息，与提前输入的列车通过健康的桥墩时产生的震动波图像进行比对，从而对桥墩进行实时监测。本发明具有能够实时对桥墩进行监测的效果。

Description

一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置
技术领域
本发明涉及桥墩结构检测装置的技术领域，更具体地说，它涉及一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置。
背景技术
我国山区和河谷众多，在河谷场地上兴建了大量的铁路桥梁，由于山区地形复杂及自然环境条件恶劣，复杂地形的铁路桥梁桥墩健康检测是长期难以解决的问题之一；地震是河谷地形铁路桥梁面临的重要问题之一，目前铁路铁桥梁监测多集中于固定点位检测，通过固定点位位移判断桥梁及桥墩结构健康状态，难以进行实时监测。
针对上述问题，本发明需要设计一种能够实时监测桥墩健康程度的检测装置。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，其优点是，能够对桥墩进行实时的监测，并且在检测到地震波的时候，发出预警，提醒过往的车辆。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，包括
环形震动加速度采集仪：成环形的安装在桥墩的外侧，用于实时采集桥墩所在区域震动波，所述震动波包括列车通过时的机械震动波，并将信号通过无线传输的发送到监测系统；
无线传输模块：用于接收加速度采集仪的震动波信号，并将震动波信号转化成电信号以无线通讯的方式传给监测系统；
能源装置：用于给环形震动加速度采集仪和无线传输模块提供电能；
监测系统：将震动波信号还原成震动波的图像信息，与提前输入的列车通过健康的桥墩时产生的震动波图像进行比对，从而对桥墩进行实时监测。
进一步设置：所述环形震动加速度采集仪包括由防水、耐火、耐寒材料制成的软连接条和嵌设在软连接条内的若干加速度传感器，所有的所述加速度传感器串联。
进一步设置：所述软连接条的对接处通过胶水层粘接。
进一步设置：所述能源装置包括太阳电池板、风力发电机以及用于将太阳能电池板或者风力发电机产生的电能存储起来的蓄电池，所述环形震动加速度采集仪和无线传输模块通过导线与蓄电池电信号连接。
进一步设置：还包括预警装置，所述环形震动加速度采集仪检测到地震波，将地震波信号通过无线传输模块发给监测系统，所述监测系统接收信息后处理分析为地震波，触发所述预警装置来提醒列车。
进一步设置：所述监测系统包括远程定点监控终端和移动式监控终端。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、将环形震动加速度采集仪固定安装于铁路桥墩处，通过列车运行经过时采集震动产生的波，分析铁路桥正常运行情况下收集到的震动波特性，根据健康的桥墩和损坏的桥墩对震动波传导数据的不同，以分析铁路桥桥墩结构本身的工作性能状态，通过无线传输模块传输采集数据，以有效解决复杂地形难以实时监测结构健康状态的问题；
2、环形震动加速度采集仪，在发生地震等重大灾害时，通过实时监测异常波动及时为复杂地形铁路运行提供预警；
3、监测系统包括远程定点监控终端和移动式监控终端，这样可以在桥墩现场对桥墩进行检测，也可以远程对桥墩检测，提高监测的应用场景。
附图说明
图1是本实施例的整体的结构示意图；
图2是本实施例的环形震动加速度采集仪的结构示意图；
图3是本实施例的监控流程的结构示意图。
图中：1、环形震动加速度采集仪；11、软连接条；12、加速度传感器；2、无线传输模块；31、太阳能电池板；32、风力发电机；5、桥墩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：参考图1-3，一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，包括环形震动加速度采集仪1、无线传输模块2、能源装置和监测系统。
环形震动加速度采集仪1：成环形的安装在桥墩5的外侧，用于实时采集桥墩5所在区域震动波，所述震动波包括列车通过时的机械震动波，并将信号通过无线传输的发送到监测系统；
用于接收加速度采集仪的震动波信号，并将震动波信号转化成电信号以无线通讯的方式传给监测系统；
能源装置：用于给环形震动加速度采集仪31和无线传输模块32提供电能；
监测系统：将震动波信号还原成震动波的图像信息，与提前输入的列车通过健康的桥墩5时产生的震动波图像进行比对，从而对桥墩5进行实时监测。
实施原理：无线传输模块2采用GSM通信，可实现远程信号传送，与环形震动加速度采集仪1配套使用，无线传输模块2将环形震动加速度采集仪1采集的震动波信号进行处理，并通过无线传输手段将处理后的震动波信号以电信号信息的方式传输给监测系统，监测系统对信息进行分析，通过软件处理的手段还原震动波图像，通过实时监测的震动波图像与系统预置的健康状态下的桥墩5所传导的震动波图像进行比对，两组波形相同或者相似，表明桥墩5处于健康状态，反之则相反，从而实现对桥墩5进行实时监测。
实施例2：参考图1-3，环形震动加速度采集仪1可自由确定安装长度，针对桥墩5，优先选择桥墩5三分点位置环绕一圈。环形震动加速度采集仪1包括由防水、耐火、耐寒材料制成的软连接条11和嵌设在软连接条11内的若干加速度传感器12，所有的加速度传感器12串联。软连接条11根据桥墩5的大小选择合适的长度的截断，软连接条11的对接处通过胶水层粘接或直接机器卡口件连接，软连接条11上引出导线和能源装置连接；安装的时候软连接条11紧贴在桥墩5外侧，保证不影响震动波的采集。
参考图1-3，能源装置包括太阳能电池板31、风力发电机32以及用于将太阳能电池板31或者风力发电机32产生的电能存储起来的蓄电池，环形震动加速度采集仪1和无线传输模块2通过导线与蓄电池电信号连接。这样不要额外的铺设电线来对环形震动加速度采集仪1和无线传输模块2进行供电。
参考图1-3，监测系统包括远程定点监控终端和移动式监控终端。装置现场安装完成后，通过移动式监测终端，与现场的无线传输模块2连接，并检查环形震动加速度采集仪1上各加速度传感器是否可以进行正常工作，以便进行后期监测时的数据比对。
参考图1-3，监测系统上还电信号连接有预警装置，环形震动加速度采集仪1检测到地震波，将地震波信号通过无线传输模块2发给监测系统，监测系统接收信息后处理分析为地震波，触发预警装置来提醒来往的列车。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，其特征在于：包括
环形震动加速度采集仪(1)：成环形的安装在桥墩(5)的外侧，用于实时采集桥墩(5)所在区域震动波，所述震动波包括列车通过时的机械震动波，并将信号通过无线传输的发送到监测系统；
无线传输模块(2)：用于接收加速度采集仪的震动波信号，并将震动波信号转化成电信号以无线通讯的方式传给监测系统；
能源装置：用于给环形震动加速度采集仪(1)和无线传输模块(2)提供电能；
监测系统：将震动波信号还原成震动波的图像信息，与提前输入的列车通过健康的桥墩(5)时产生的震动波图像进行比对，从而对桥墩(5)进行实时监测。
2.根据权利要求1所述的一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，其特征在于：所述环形震动加速度采集仪(1)包括由防水、耐火、耐寒材料制成的软连接条和嵌设在软连接条(11)内的若干加速度传感器(12)，所有的所述加速度传感器(12)串联。
3.根据权利要求2所述的一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，其特征在于：所述软连接条(11)的对接处通过胶水层粘接。
4.根据权利要求1所述的一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，其特征在于：所述能源装置包括太阳能电池板(31)、风力发电机(32)以及用于将太阳能电池板(1)或者风力发电机(32)产生的电能存储起来的蓄电池，所述环形震动加速度采集仪(1)和无线传输模块(2)通过导线与蓄电池电信号连接。
5.根据权利要求1所述的一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，其特征在于：还包括预警装置，所述环形震动加速度采集仪(1)检测到地震波，将地震波信号通过无线传输模块(2)发给监测系统，所述监测系统接收信息后处理分析为地震波，触发所述预警装置来提醒列车。
6.根据权利要求1所述的一种复杂地形铁路桥墩结构健康检测装置，其特征在于：所述监测系统包括远程定点监控终端和移动式监控终端。
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