CN112815912B - 一种用于检测桥梁的竖向位移的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于检测桥梁的竖向位移的装置和方法，其中的方法包括：将多个测试组中的各个静力水准仪分别设置在对应的监测点处，将基准点组中的一个静力水准仪设置在基准点处，将基准点组中的另一个静力水准仪与第一个监测点处的静力水准仪连接；各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据；控制中心根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移。应用本发明可以完成对待测桥梁的竖向位移的检测。

Description

一种用于检测桥梁的竖向位移的装置和方法

技术领域

本申请涉及桥梁检测技术领域，尤其涉及一种用于检测桥梁的竖向位移的装置和方法。

背景技术

在目前的现有技术中，有很多种位移测试传感器，例如，激光测距仪、倾斜传感器、分层沉降仪、位移计、水准仪、裂缝计、GPS、静力水准仪等。桥梁的竖向位移通常采用水准仪进行检测，但是，水准仪的应用环境有一定局限性，例如，在光线比较暗或者雾气很大的环境，光学镜头无法观测标尺刻度；在上承式拱桥的顶部无法立杆，无法测试拱顶的挠度；找不到合适的基准点；基准点与测点的高程相差很大，需要中转几次测站，才能满足测量要求，这无形中又降低了测试精度。其次，在使用水准仪读取数据时，一般需要几分钟甚至十几分钟，耗时较长；而且，通过人工读数也容易造成误差甚至错误。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于检测桥梁的竖向位移的装置和方法，从而可以完成对待测桥梁的竖向位移的检测。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种用于检测桥梁的竖向位移的装置，该装置包括：控制中心和数据采集组件；

所述数据采集组件包括：一个基准点组和多个测试组；

所述基准点组和每个测试组中均包括两个静力水准仪；

所述基准点组和多个测试组按照预设排列顺序排列，同一个基准点组或同一个测试组中的两个静力水准仪之间仅通过通液管连接；

所述基准点组中的一个静力水准仪用于设置在基准点，另一个静力水准仪与相邻的测试组中的一个静力水准仪之间相隔预设的组间距离；相邻测试组中的两个相邻的静力水准仪之间相隔预设的组间距离；

所述基准点组中的两个静力水准仪之间相隔预设的第一距离；所述测试组中的两个静力水准仪之间相隔预设的第二距离；

各个静力水准仪上均设置有供电模块；所述供电模块，用于为静力水准仪供电；

各个静力水准仪上均设置有无线通讯模块；

各个静力水准仪通过无线通讯模块与控制中心传输数据；

所述控制中心，用于根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移。

较佳的，所述静力水准仪为晶硅式静力水准仪；

所述静力水准仪上还包括：显示模块；

所述显示模块，用于显示其所属的静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值。

较佳的，所述静力水准仪上还包括：预警模块；

所述预警模块，用于当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的值与预设的设计值满足预设的报警条件时，发出预警信号。

较佳的，所述报警条件为：

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比小于0.5时，预警模块发出第一预警信号；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.5且小于0.7时，预警模块发出第二预警信号；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.7且小于0.9时，预警模块发出第三预警信号；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.9时，预警模块发出第四预警信号。

较佳的，所述用于检测桥梁的竖向位移的装置还包括：控制中心；

所述静力水准仪上还包括：数据校验模块；

所述数据校验模块，用于采集其所在监测点当前的振动幅值，将所采集的当前的振动幅值传输给控制中心，并根据控制中心回传的对比计算值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态；

所述控制中心，用于存储各个监测点处的无荷载幅值，接收数据校验模块采集的当前的振动幅值，并根据数据校验模块采集的当前的振动幅值以及对应的监测点处的无荷载幅值，计算得到对比计算值，将对比计算值回传给对应的数据校验模块；其中，所述无荷载幅值为：当无荷载时，监测点处的振动幅值。

较佳的，所述数据校验模块包括：加速度传感器；

所述加速度传感器，用于采集其所在监测点当前的振动幅值，将所采集的当前的振动幅值传输给控制中心，并根据控制中心回传的对比计算值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态。

本发明还提供了一种使用如上任意一种装置检测桥梁的竖向位移的方法，该方法包括如下步骤：

将多个测试组中的各个静力水准仪分别设置在对应的监测点处，将基准点组中的一个静力水准仪设置在基准点处，将基准点组中的另一个静力水准仪与第一个监测点处的静力水准仪连接；

各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据；

控制中心根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移。

较佳的，在通过无线通讯模块向控制中心传输数据之前，该方法还包括：

将计算得到的设计值输入到各个静力水准仪中；

对于每一个监测点，当该监测点处无荷载时，使用位于该监测点处的测试组中的静力水准仪采集得到该监测点处的振动幅值，并将该采集到的振动幅值作为该监测点处的无荷载幅值。

较佳的，所述各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据包括：

将所有的静力水准仪全部置零；

当预设的负载沿着预设路径向预设位置移动时，根据各个静力水准仪所发出的预警信号，向所述负载发出对应的操作指令；

当所述负载到达预设位置时，每个静力水准仪均采集其所在监测点当前的振动幅值，并根据无荷载幅值和所采集的当前的振动幅值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态；

当监测点处于相对静止状态时，位于监测点处的各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据。

较佳的，该方法还包括：

当静力水准仪发出第一预警信号时，向所述负载发送继续移动的指令；

当静力水准仪发出第二预警信号时，向所述负载发送减速移动的指令；

当静力水准仪发出第三预警信号时，向所述负载发送停止移动的指令；

当静力水准仪发出第四预警信号时，对所述负载发送返回的指令。

如上可见，在本发明中的用于检测桥梁的竖向位移的装置和方法中，由于设置了数据采集组件和控制中心，数据采集组件中包括多个静力水准仪对，同一个基准点组或同一个测试组中的两个静力水准仪之间仅通过通液管连接，且各个静力水准仪上均设置有无线通讯模块，因此，各个静力水准仪可以对监测点的情况进行监测，并将监测数据通过无线通讯模块传送给控制中心。而控制中心则可根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移，从而完成对待测桥梁的竖向位移的检测。

附图说明

图1为本发明实施例中用于检测桥梁的竖向位移的装置的结构框图。

图2为本发明实施例中用于检测桥梁的竖向位移的装置的安装示意图。

图3为本发明实施例中的静力水准仪的结构示意图。

图4为本发明实施例中的静力水准仪的工作原理示意图一。

图5为本发明实施例中的静力水准仪的工作原理示意图二。

图6为本发明实施例中的环境激励下的振动的示意图。

图7为本发明实施例中的衰减振动的示意图。

图8为本发明实施例中用于检测桥梁的竖向位移的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

在本发明的技术方案中，将使用静力水准仪来对检测桥梁的竖向位移。

静力水准仪的测量原理为：利用连通器原理，将位于基准点的静力水准仪的液体腔体与位于监测点的多个静力水准仪的液体腔体通过通液管串联连接至储液容器，各个静力水准仪的气体腔体之间使用通气管串联，最后连接到储液罐，形成一个封闭的气压自平衡系统。然后，通过实时测量监测点与基准点之间的相对压力变化(或液位变化)，即可计算得到监测点相对于基准点的竖向位移沉降量。

但是，在现有技术中，在使用静力水准仪时，每个静力水准仪上一般都需要设置通液管、通气管以及数据线和电源线等，因此，如果使用这种静力水准仪来对检测桥梁的竖向位移，会使得整个检测装置难以携带、安装和拆除，而且安装过程也会比较繁琐，工作量比较大。

因此，在本发明的技术方案中，提出了一种用于检测桥梁的竖向位移的装置和方法。

图1为本发明实施例中用于检测桥梁的竖向位移的装置的结构示意图。图2为本发明实施例中用于检测桥梁的竖向位移的装置的安装示意图。图3 为本发明实施例中的静力水准仪的结构示意图。

如图1～图3所示，本发明实施例中的用于检测桥梁的竖向位移的装置包括：控制中心11和数据采集组件12；

所述数据采集组件12包括：一个基准点组21和多个测试组22；

所述基准点组21和每个测试组22中均包括两个静力水准仪23；

所述基准点组21和多个测试组22按照预设排列顺序排列，同一个基准点组或同一个测试组中的两个静力水准仪之间仅通过通液管30连接；

所述基准点组21中的一个静力水准仪用于设置在基准点，另一个静力水准仪与相邻的测试组中的一个静力水准仪之间相隔预设的组间距离；相邻测试组中的两个相邻的静力水准仪之间相隔预设的组间距离；

所述基准点组21中的两个静力水准仪之间相隔预设的第一距离；所述测试组22中的两个静力水准仪之间相隔预设的第二距离；

各个静力水准仪上均设置有无线通讯模块31；

各个静力水准仪通过无线通讯模块31与控制中心11传输数据；

所述控制中心11，用于根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述各个静力水准仪上还均设置有供电模块32，所述供电模块可以用于为其所在的静力水准仪供电。

例如，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述供电模块32可以是：锂电池。

或者，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述各个静力水准仪上还均设置有外接电源接口；所述外接电源接口用于与外部电源(例如，风能电源或太阳能电源等)连接。

在本发明的上述用于检测桥梁的竖向位移的装置中，设置了数据采集组件和控制中心，数据采集组件中包括多个静力水准仪对(即由两个静力水准仪组成的静力水准仪对)，同一个基准点组或同一个测试组(即同一个静力水准仪对)中的两个静力水准仪之间仅通过通液管连接，不同的静力水准仪对之间并不连接，基准点组中的一个静力水准仪设置在基准点，另一个静力水准仪与相邻的测试组中的一个静力水准仪设置在同一位置的附近，彼此之间相隔预设的组间距离(一般情况下，该组间距离可以是两片主梁之间的距离)；相邻测试组中的两个相邻的静力水准仪所在位置也比较临近(也是同一位置的附近)，彼此之间也是相隔预设的组间距离(如图2所示)，且各个静力水准仪上均设置有无线通讯模块，因此，各个静力水准仪可以对监测点的情况进行监测，并将监测数据通过无线通讯模块传送给控制中心。而控制中心则可根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移，从而完成对待测桥梁的竖向位移的检测。

由于同一个静力水准仪对中的两个静力水准仪之间的距离一般都较短，大气压力十分近似，可视为相同，因此同一个静力水准仪对中的两个静力水准仪之间可以不用再通过通气管连接，而可以仅通过通液管连接；而且，各个静力水准仪上均设置有无线通讯模块。因此，与现有技术中的静力水准仪相比，本申请中的静力水准仪中不用再设置通气管和数据线(更进一步的，还可以不用再设置电源线)，从而使得本申请中的静力水准仪更便于携带、安装和拆除，而且安装过程也变得更为简单，大大降低了工作人员的工作量，缩短了相应的作业时间，提高了工作效率。

另外，由于在本发明的技术方案中所使用的是由两个静力水准仪组成的静力水准仪对，因此可以大大缩短同一个静力水准仪对中的两个静力水准仪之间的通液管的长度，从而可以大大缩短静力水准仪内的液面稳定时间，并还可有效地减少温度对测量结果所造成的干扰。

在本发明的技术方案中，可以通过上述的用于检测桥梁的竖向位移的装置来检测桥梁的竖向位移(或沉降量)，具体的工作原理如下：

将多个测试组分别设置在相应的多个监测点上，将基准点组中的一个静力水准仪设置在基准点，将基准点组中的另一个静力水准仪与相邻的测试组中的一个静力水准仪放置在同一监测点的附近，彼此之间相隔预设的组间距离(这两个静力水准仪之间并不连接，且相距较近)，并将同一个基准点组或同一个测试组(即同一个静力水准仪对)中的两个静力水准仪之间仅通过通液管连接，从而将同一个静力水准仪对中的两个静力水准仪的液体腔体相互连通。

因此，可以利用连通器原理，实时测量监测点与基准点的相对压力变化 (或液位变化)，并通过测量结果计算得到各个监测点相对于基准点的竖向位移(或沉降量)。

例如，如图4所示，假设一共设置一个基准点和n-1个监测点，基准点组或同一个测试组中的两个静力水准仪之间均已通过通液管连通。

将上述用于检测桥梁的竖向位移的装置安装完毕后，假设初始状态时的基准点i以及各个监测点处的静力水准仪的安装高程分别为：Y₀₁，…，Y_0i，…， Y_0j，…，Y_0n，基准点i以及各个监测点处的静力水准仪内的液面高度分别为： h₀₁，…，h_0i，…，h_0j，…，h_0n。

对于初始状态，有：

h₀₁+Y₀₁＝h_0i+Y_0i (1)

其中，Y₀₁和Y_0i分别为第1个监测点和基准点i处的静力水准仪的安装高程，h₀₁和h_0i分别为第1个监测点和基准点i处的静力水准仪内的液面高度。

当发生第k次不均匀沉降后，假设基准点i以及各个监测点处由于沉降的而引起的变化量分别为：△h_k1，…，△h_ki，…，△h_kj，…，△h_kn，基准点 i以及各个监测点处的静力水准仪内的液面高度分别为：h_k1，…，h_ki，…，h_kj，…，h_kn，如图5所示。

根据连通器原理，基准点以及各个监测点处的静力水准仪内的液面应该位于同一水平面上，因此有：

(Y₀₁+Δh_k1)+h_k1＝…＝(Y_0i+Δh_ki)+h_ki＝…＝(Y_0j+Δh_kj)+h_kj＝…＝(Y_0n+Δh_kn)+h_kn (2)

第j个监测点相对于基准点i的相对沉降量为：

H_ji＝Δh_kj-Δh_ki (3)

根据公式(2)可得：

Δh_kj-Δh_ki＝(Y_0j+h_kj)-(Y_0i+h_ki)＝(Y_0j-Y_0i)+(h_kj-h_ki) (4)

根据公式(1)可得：

Y_0j-Y_0i＝-(h_oj-h_oi) (5)

将公式(5)代入到公式(4)中，

H_ji＝(h_kj-h_ki)-(h_oj-h_oi) (6)

根据上述的公式(6)可知，只要能够获取各个监测点处静力水准仪内在不同时刻的液面高度值，即可计算出各个监测点处在不同时刻的相对差异沉降值。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述静力水准仪可以是晶硅式静力水准仪；

所述静力水准仪上还可以进一步包括：显示模块33；

所述显示模块33，用于显示其所属的静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值。

晶硅式静力水准仪是一种差压式的传感器，即将压力的变化转换为沉降量的变化的传感器，因此可以利用各个监测点之间的压力值的变化计算得到沉降量。该传感器所受到的压力为F，且F＝ρ*g*h*s，其中，ρ为液体的密度，g为加速度，s为受力面积，h为传感器的高度。由于ρ、g和s均为固定值，只有h为变化值，因此该传感器所受的压力F只与该传感器的高度h 成正比。所以，通过与基准点的对比可以换算得到监测点的沉降量。因此，通过读取监测点处的相对压强，进而可以读出该监测点处当前的竖向位移的相对值。

因此，工作人员可以通过静力水准仪上的显示模块，直接获取该静力水准仪的读数(例如，该静力水准仪内的液面高度值和/或当前的竖向位移的相对值)。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述静力水准仪上还可以进一步包括：预警模块34；

所述预警模块34，用于当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的值与预设的设计值满足预设的报警条件时，发出预警信号。

在本发明的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置上述的设计值和报警条件。

例如，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述报警条件可以是：

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比小于0.5时，预警模块发出第一预警信号(例如，绿色预警信号)；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.5且小于0.7时，预警模块发出第二预警信号(例如，蓝色预警信号)；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.7且小于0.9时，预警模块发出第三预警信号(例如，橙色预警信号)；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.9时，预警模块发出第四预警信号(例如，红色预警信号)。

因此，在本发明的技术方案中，通过上述的四种预警信号可以非常直观地获知该静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的值的大致取值范围，从而可以很方便地根据不同的预警信号采取不同的应对措施。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述用于检测桥梁的竖向位移的装置还进一步包括：控制中心；

所述静力水准仪上还可以进一步包括：数据校验模块；

所述数据校验模块，用于采集其所在监测点当前的振动幅值，将所采集的当前的振动幅值传输给控制中心，并根据控制中心回传的对比计算值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态；

所述控制中心，用于存储各个监测点处的无荷载幅值，接收数据校验模块采集的当前的振动幅值，并根据数据校验模块采集的当前的振动幅值以及对应的监测点处的无荷载幅值，计算得到对比计算值，将对比计算值回传给对应的数据校验模块。其中，所述无荷载幅值为：当无荷载时，监测点处的振动幅值。

例如，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述数据校验模块可以包括：加速度传感器35；

所述加速度传感器35，用于采集其所在监测点当前的振动幅值，将所采集的当前的振动幅值传输给控制中心11，并根据控制中心11回传的对比计算值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态。

在本发明的技术方案中，可以在监测点处没有负载时(例如，桥梁上没有车辆时)，先测量获得该监测点处的振动幅值，并将该振动幅值作为无荷载幅值。然后，在后续的过程中，即可根据该无荷载幅值以及当前所采集的振动幅值(即当前的振动幅值)，来判断该监测点当前是否处于相对静止状态。

例如，假设环境激励下的振动，其振动幅值为ac，如图6所示。此时，监测点处没有负载，因此可将该环境激励下的振动的振动幅值作为无荷载幅值。当有车辆或其它负载经过监测点处或附近时，该监测点处将会发生较大的振动，该振动的振动幅值将远大于无荷载幅值。而当有车辆或其它负载远离该监测点处时，该监测点处将会发生衰减振动，如图7所示。

因此，可以通过加速度传感器或其它的传感器获得该衰减振动中相邻的两个振动的波峰值ac₁和ac₂。而当两个振动的波峰值与无荷载幅值之间的差值小于或等于预设的差值阈值时，则可以判断该监测点当前处于相对静止状态；否则，可以判断该监测点当前还未处于相对静止状态。

在本发明的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置上述的差值阈值。

例如，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，当ac₁-ac≦ 1.0×10^-4m/s²和ac₂-ac≦1.0×10^-4m/s²时，即可判断该监测点处当前处于相对静止状态。此时，即可从静力水准仪中读取相应的测量数据，从而可以避免静力水准仪所测量得到的数据受到环境的不良影响。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述控制中心可以是集中式的数据处理系统，也可以是分布式的数据处理系统，还可以是云端的数据处理系统。

此外，在本发明的技术方案中，基于上述的用于检测桥梁的竖向位移的装置，还提出了一种用于检测桥梁的竖向位移的方法。

图8为本发明实施例中用于检测桥梁的竖向位移的方法的流程示意图。如图8所示，本发明实施例中的用于检测桥梁的竖向位移的方法包括如下所述步骤：

步骤81，将多个测试组中的各个静力水准仪分别设置在对应的监测点处，将基准点组中的一个静力水准仪设置在基准点处，将基准点组中的另一个静力水准仪与第一个监测点处的静力水准仪连接。

步骤82，各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据。

步骤83，控制中心根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移。

通过上述的步骤81～83，即可使用上述的用于检测桥梁的竖向位移的装置对待测桥梁的竖向位移进行检测。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，在所述步骤82 之前，还可以进一步包括：将计算得到的设计值输入到各个静力水准仪中。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，在所述步骤82 之前，还可以进一步包括：对于每一个监测点，当该监测点处无荷载时，使用位于该监测点处的测试组中的静力水准仪采集得到该监测点处的振动幅值，并将该采集到的振动幅值作为该监测点处的无荷载幅值。

另外，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述步骤82 可以包括如下步骤：

步骤821，将所有的静力水准仪全部置零。

在本发明的技术方案中，由于需要测量各个监测点处的相对位移，因此在正式开始进行测量之前，需要将各个静力水准仪的相对压差归零，以保证测量结果的准确性。

步骤822，当预设的负载沿着预设路径向预设位置移动时，根据各个静力水准仪所发出的预警信号，向所述负载发出对应的操作指令。

步骤823，当所述负载到达预设位置时，每个静力水准仪均采集其所在监测点当前的振动幅值，并根据无荷载幅值和所采集的当前的振动幅值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态。

步骤824，当监测点处于相对静止状态时，位于监测点处的各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据。

另外，在本发明的技术方案中，可以使用多种形式的负载。

例如，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，所述负载可以是预先准备的加载车辆。当然，在本发明的技术方案中，也可以使用其它的更为合适的负载，在此不再一一列举。

另外，在本发明的技术方案中，可以使用多种实现方法来实现上述的步骤822。以下将以其中的一种实现方式为例对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中：

当静力水准仪发出第一预警信号(例如，绿色预警信号)时，向所述负载发送继续移动的指令；因此，如果静力水准仪一直发出第一预警信号，则该负载可以根据该指令一直继续移动，直到移动到预设位置为止。

当静力水准仪发出第二预警信号(例如，蓝色预警信号)时，向所述负载发送减速移动的指令；因此，该负载可以根据该指令降低移动速度，缓慢地向预设位置行进。此时，工作人员可以仔细观察周边环境和异动声响，以尽量找出可能存在的各种问题。

当静力水准仪发出第三预警信号(例如，橙色预警信号)时，向所述负载发送停止移动的指令；因此，该负载将根据该指令停止前进。此时，工作人员可以仔细分析出现第三预警信号的具体原因，并进行相应的应急处理。在解决问题之后，再重新开始进行加载。

当静力水准仪发出第四预警信号(例如，红色预警信号)时，对所述负载发送返回的指令；因此，该负载将根据该指令原路返回。此时，工作人员可以仔细分析出现第四预警信号的具体原因，并进行相应的应急处理。在解决问题之后，再重新开始进行加载。

综上所述，在本发明的技术方案中，由于设置了数据采集组件和控制中心，数据采集组件中包括多个静力水准仪对，同一个基准点组或同一个测试组中的两个静力水准仪之间仅通过通液管连接，且各个静力水准仪上均设置有无线通讯模块，因此，各个静力水准仪可以对监测点的情况进行监测，并将监测数据通过无线通讯模块传送给控制中心。而控制中心则可根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移，从而完成对待测桥梁的竖向位移的检测。

由于本申请中的静力水准仪中不用再设置通气管和数据线，甚至可以不用再设置电源线，从而使得本申请中的静力水准仪更便于携带、安装和拆除，而且安装过程也变得更为简单，大大降低了工作人员的工作量，缩短了相应的作业时间，提高了工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于检测桥梁的竖向位移的装置，其特征在于，该装置包括：控制中心和数据采集组件；

所述数据采集组件包括：一个基准点组和多个测试组；

所述基准点组和每个测试组中均包括两个静力水准仪；

所述基准点组和多个测试组按照预设排列顺序排列，同一个基准点组或同一个测试组中的两个静力水准仪之间仅通过通液管连接；

所述基准点组中的一个静力水准仪用于设置在基准点，另一个静力水准仪与相邻的测试组中的一个静力水准仪之间相隔预设的组间距离；相邻测试组中的两个相邻的静力水准仪之间相隔预设的组间距离；

所述基准点组中的两个静力水准仪之间相隔预设的第一距离；所述测试组中的两个静力水准仪之间相隔预设的第二距离；

各个静力水准仪上均设置有供电模块；所述供电模块，用于为静力水准仪供电；

各个静力水准仪上均设置有无线通讯模块；

各个静力水准仪通过无线通讯模块与控制中心传输数据；

所述控制中心，用于根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述静力水准仪为晶硅式静力水准仪；

所述静力水准仪上还包括：显示模块；

所述显示模块，用于显示其所属的静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述静力水准仪上还包括：预警模块；

所述预警模块，用于当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的值与预设的设计值满足预设的报警条件时，发出预警信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述报警条件为：

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比小于0.5时，预警模块发出第一预警信号；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.5且小于0.7时，预警模块发出第二预警信号；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.7且小于0.9时，预警模块发出第三预警信号；

当静力水准仪所在的监测点处当前的竖向位移的相对值与预设的设计值之比大于或等于0.9时，预警模块发出第四预警信号。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述静力水准仪上还包括：数据校验模块；

所述数据校验模块，用于采集其所在监测点当前的振动幅值，将所采集的当前的振动幅值传输给控制中心，并根据控制中心回传的对比计算值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态；

所述控制中心，用于存储各个监测点处的无荷载幅值，接收数据校验模块采集的当前的振动幅值，并根据数据校验模块采集的当前的振动幅值以及对应的监测点处的无荷载幅值，计算得到对比计算值，将对比计算值回传给对应的数据校验模块；其中，所述无荷载幅值为：当无荷载时，监测点处的振动幅值。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据校验模块包括：加速度传感器；

所述加速度传感器，用于采集其所在监测点当前的振动幅值，将所采集的当前的振动幅值传输给控制中心，并根据控制中心回传的对比计算值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态。

7.一种使用如权利要求1～6中任意一项所述的 装置检测桥梁的竖向位移的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

将多个测试组中的各个静力水准仪分别设置在对应的监测点处，将基准点组中的一个静力水准仪设置在基准点处，将基准点组中的另一个静力水准仪与第一个监测点处的静力水准仪连接；

各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据；

控制中心根据各个静力水准仪所传输的数据计算得到待测桥梁的竖向位移。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在通过无线通讯模块向控制中心传输数据之前，该方法还包括：

将计算得到的设计值输入到各个静力水准仪中；

对于每一个监测点，当该监测点处无荷载时，使用位于该监测点处的测试组中的静力水准仪采集得到该监测点处的振动幅值，并将该采集到的振动幅值作为该监测点处的无荷载幅值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据包括：

将所有的静力水准仪全部置零；

当预设的负载沿着预设路径向预设位置移动时，根据各个静力水准仪所发出的预警信号，向所述负载发出对应的操作指令；

当所述负载到达预设位置时，每个静力水准仪均采集其所在监测点当前的振动幅值，并根据无荷载幅值和所采集的当前的振动幅值判断其所在监测点当前是否处于相对静止状态；

当监测点处于相对静止状态时，位于监测点处的各个静力水准仪采集数据，并通过无线通讯模块向控制中心传输数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当静力水准仪发出第一预警信号时，向所述负载发送继续移动的指令；

当静力水准仪发出第二预警信号时，向所述负载发送减速移动的指令；

当静力水准仪发出第三预警信号时，向所述负载发送停止移动的指令；

当静力水准仪发出第四预警信号时，对所述负载发送返回的指令。

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