CN113091702A - 路桥沉降差实时监测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁监测技术领域，且公开了路桥沉降差实时监测系统，包括地基、固定于地基上表面的路基主体和桥梁主体，所述地基的上表面固定安装有支撑柱，所述支撑柱的顶部设置有水平调节机构，所述水平调节机构包括固定于支撑柱顶部的横板，所述横板顶部的左右两侧均固定连接有侧板，两个所述侧板相对的一侧均固定安装有旋转轴承，两个所述旋转轴承之间活动连接有转轴，两个所述侧板相对侧设置有输出轴与转轴固定连接的驱动电机。该路桥沉降差实时监测系统及其方法，通过设置有水平调节机构，能够精准使激光发射装置处于竖直水平状态，从而保证两个初始的点光源处于同一水平面，保证测量的精准度，通过设置有监控装置，可以实现实时远程监控。

Description

路桥沉降差实时监测系统及其方法

技术领域

本发明涉及桥梁监测技术领域，具体为路桥沉降差实时监测系统及其方法。

背景技术

桥头跳车是目前我国公路质量通病之一，它是指在桥梁与路基交界处由于桥台与路堤沉降不一致，而导致桥头处出现错台，致使车辆行驶在这一位置时，产生颠簸和跳跃的现象，特别是近年来随着我国高等级公路的迅速发展，行车速度不断提高，交通密度不断增加，荷载不断加重，桥头跳车现象尤为普遍，高等级公路对路桥过渡段的要求也越来越高，桥头跳车不仅严重影响行车的速度、安全和舒适，同时也会对汽车产生危害，降低车辆使用寿命，而且由于产生过大的冲击荷载，会对桥涵结构造成危害，影响其正常工作性能，并且对桥涵与路面连接处造成频繁破坏，因此，综合分析和讨论桥头跳车问题，提出防治桥头跳车处理措施，对我国公路建设有着重大的理论和现实意义。

国内外众多学者都对这个问题进行了大量理论与试验研究，认为引起桥头跳车的主要原因之一是桥梁的沉降与桥头路基的沉降不一致，现有技术很多都是通过观测水的深度，然后将看到的深度作为基准点来判断路桥的沉降差，但是这种方式第一精准度不够，第二会受其他因素造成监测值产生误差，故而提出了路桥沉降差实时监测系统及其方法来解决上述所提出的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了路桥沉降差实时监测系统及其方法，具备便于对路桥沉降差进行实时监测等优点，解决了现有技术存在着监测精度不够和监测值会受其他外界因素影响的问题。

(二)技术方案

为实现上述便于对路桥沉降差进行实时监测的目的，本发明提供如下技术方案：路桥沉降差实时监测系统，包括地基、固定于地基上表面的路基主体和桥梁主体，所述地基的上表面固定安装有支撑柱，所述支撑柱的顶部设置有水平调节机构，所述水平调节机构的外部设置有限位机构，所述水平调节机构包括固定于支撑柱顶部的横板，所述横板顶部的左右两侧均固定连接有侧板，两个所述侧板相对的一侧均固定安装有旋转轴承，两个所述旋转轴承之间活动连接有转轴，两个所述侧板相对侧设置有输出轴与转轴固定连接的驱动电机，所述转轴的外侧固定连接有套板，所述套板的顶部活动安装有激光发射装置，所述激光发射装置的顶部固定连接有水平仪主体。

进一步，所述驱动电机固定安装于背面所述侧板的背面，背面所述侧板的内部开设有与转轴相适配的穿孔，转轴通过穿孔贯穿背面所述侧板。

进一步，所述限位机构设置于套板的外部，限位机构和水平调节机构的数量均为两个，限位机构包括与套板固定连接有限位轴承，所述限位轴承的内部活动连接有螺纹杆，所述套板的外部固定连接有位于螺纹杆下方的固定板。

进一步，所述螺纹杆的外侧活动连接有套块，所述套块的底部固定连接有与固定板滑动连接的滑块，所述套块的顶部固定连接有固定块，所述固定块靠近套板的一侧固定连接有插接杆。

进一步，所述固定板的底部固定连接有连接箱，所述连接箱的内部固定安装有旋转电机，所述螺纹杆的外侧固定连接有第一齿轮，所述旋转电机的输出轴固定连接有延伸至连接箱外部的活动轴，所述活动轴远离旋转电机的一端固定连接有与第一齿轮啮合的第二齿轮。

进一步，所述连接箱靠近第二齿轮的一侧开设有与活动轴相适配的导孔，活动轴通过导孔贯穿并延伸至连接箱的外部。

进一步，所述套块的内部开设有与螺纹杆相适配的螺纹孔，螺纹杆通过螺纹孔与套块螺纹连接。

进一步，所述路基主体和桥梁主体相对侧均固定安装有监测板，监测板的外表面设置有刻度尺，路基主体和桥梁主体相对侧均固定安装有用于监控监测板的监控装置固定板的顶部开设有与滑块相适配的限位滑槽，滑块滑动安装于限位滑槽内。

进一步，所述套板靠近固定块的一侧和激光发射装置的内部均开设有与插接杆相适配的插接孔，插接杆通过插接孔贯穿套板并延伸至激光发射装置的内部。

路桥沉降差实时监测方法，包括以下步骤：

1)在监测路基主体和桥梁主体的沉降差时，先将激光发射装置通过限位机构固定在套板上，然后通过水平仪主体控制驱动电机旋转，即可将激光发射装置调制与水平线垂直，避免在监测路基主体和桥梁主体的沉降差时出现误差；

2)激光发射装置发射激光，激光照射在两个监测板上，将两个初始的点光源记录下来，然后通过监控装置对监测板上的点光源进行远程实时监测，即可随时知道路基主体和桥梁主体的沉降差。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了路桥沉降差实时监测系统及其方法，具备以下有益效果：

1、该路桥沉降差实时监测系统及其方法，通过设置有水平调节机构，能够精准使激光发射装置处于竖直水平状态，从而保证两个初始的点光源处于同一水平面，保证测量的精准度，通过设置有监控装置，可以实现实时远程监控。

2、该路桥沉降差实时监测系统及其方法，通过设置有限位机构，便于安装或者拆卸激光发射装置，使得维护激光发射装置更加方便。

附图说明

图1为本发明提出的路桥沉降差实时监测系统及其方法结构示意图；

图2为本发明提出的路桥沉降差实时监测系统及其方法水平调节机构右视示意图；

图3为本发明提出的路桥沉降差实时监测系统及其方法图1中A结构放大示意图。

图中：1地基、2路基主体、3桥梁主体、4支撑柱、5横板、6侧板、7旋转轴承、8转轴、9驱动电机、10套板、11激光发射装置、12水平仪主体、13限位轴承、14螺纹杆、15固定板、16套块、17滑块、18固定块、19插接杆、20连接箱、21旋转电机、22第一齿轮、23活动轴、24第二齿轮、25监测板、26监控装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本实施例中的，路桥沉降差实时监测系统，包括地基1、固定于地基1上表面的路基主体2和桥梁主体3，地基1的上表面固定安装有支撑柱4，支撑柱4通过混凝土浇筑式的方式固定在地基1上，混凝土浇筑式的方式适应范围广，无论地基1是混凝土地面和泥地地面，均可以使支撑柱4稳固的与地基1连接，支撑柱4为混凝土石柱，支撑柱4的顶部设置有水平调节机构；

水平调节机构包括固定于支撑柱4顶部的横板5，横板5顶部的左右两侧均固定连接有侧板6，两个侧板6相对的一侧均固定安装有旋转轴承7，两个旋转轴承7之间活动连接有转轴8，两个侧板6相对侧设置有输出轴与转轴8固定连接的驱动电机9，驱动电机9固定安装于背面侧板6的背面，背面侧板6的内部开设有与转轴8相适配的穿孔，转轴8通过穿孔贯穿背面侧板6，转轴8的外侧固定连接有套板10，套板10的顶部活动安装有激光发射装置11，套板10的顶部开设有数量为两个且与激光发射装置11底端相适配的安装槽，激光发射装置11活动与安装槽内，激光发射装置11的顶部固定连接有水平仪主体12，水平仪主体12的输出端与驱动电机9的输入端信号连接，当水平仪主体12检测出激光发射装置11不处于竖直水平状态时，水平仪主体12可以控制驱动电机9使激光发射装置11调整至竖直水平状态，路基主体2和桥梁主体3相对侧均固定安装有监测板25，监测板25的外表面设置有刻度尺，刻度尺的测量单位不能高于毫米，其优选单位为毫米，具有较高的精准度，路基主体2和桥梁主体3相对侧均固定安装有用于监控监测板25的监控装置26，监控装置26的输出端与远程监控显示器信号连接，通过远程监控显示器信号人们可以远程查看沉降差，更加方便。

请参阅图3，水平调节机构的外部设置有限位机构，限位机构设置于套板10的外部，限位机构和水平调节机构的数量均为两个，通过设置限位机构便于安装或拆卸激光发射装置11，两个激光发射装置11激光发射方向相反，限位机构包括与套板10固定连接有限位轴承13，限位轴承13的内部活动连接有螺纹杆14，套板10的外部固定连接有位于螺纹杆14下方的固定板15，螺纹杆14的外侧活动连接有套块16，套块16的内部开设有与螺纹杆14相适配的螺纹孔，螺纹杆14通过螺纹孔与套块16螺纹连接，套块16的底部固定连接有与固定板15滑动连接的滑块17，固定板15的顶部开设有与滑块17相适配的限位滑槽，滑块17滑动安装于限位滑槽内，限位滑槽的形状呈T字型，滑块17能够对套块16起到一个牵引作用，防止套块16随着螺纹杆14一起转动，套块16的顶部固定连接有固定块18，固定块18靠近套板10的一侧固定连接有插接杆19，套板10靠近固定块18的一侧和激光发射装置11的内部均开设有与插接杆19相适配的插接孔，插接杆19通过插接孔贯穿套板10并延伸至激光发射装置11的内部，当插接杆19插入到激光发射装置11内时，此时激光发射装置11被固定，当插接杆19余激光发射装置11分离时，此时即可将激光发射装置11取出，固定板15的底部固定连接有连接箱20，连接箱20的内部固定安装有旋转电机21，螺纹杆14的外侧固定连接有第一齿轮22，旋转电机21的输出轴固定连接有延伸至连接箱20外部的活动轴23，活动轴23远离旋转电机21的一端固定连接有与第一齿轮22啮合的第二齿轮24，连接箱20靠近第二齿轮24的一侧开设有与活动轴23相适配的导孔，活动轴23通过导孔贯穿并延伸至连接箱20的外部。

上述实施例的工作原理为：

1)在监测路基主体2和桥梁主体3的沉降差时，先将激光发射装置11放置到安装槽内，并使激光发射装置11的底部完全与安装槽的底壁贴合，这时两个插接孔刚好重合；

2)启动旋转电机21，旋转电机21的输出轴带动第二齿轮24旋转，使第二齿轮24带动第一齿轮22和螺纹杆14旋转，这时套块16带动固定块18和插接杆19朝靠近套板10的方向移动，当插接杆19完全插入到激光发射装置11内时，此时激光发射装置11被固定住；

3)这时再启动水平仪主体12，通过水平仪主体12确认激光发射装置11是否处于竖直水平状态，从而保证两个初始的点光源处于同一水平面上，当激光发射装置11不处于竖直水平线时，驱动电机9带动转轴8和套板10旋转，即带动激光发射装置11和水平仪主体12旋转，当激光发射装置11旋转至竖直水平状态时，驱动电机9自动关停；

4)最后通过激光发射装置11发射激光确认初始的点光源，后续通过监控装置26对监测板25上的点光源进行远程实时监测，即可随时知道路基主体2和桥梁主体3的沉降差。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.路桥沉降差实时监测系统，包括地基(1)、固定于地基(1)上表面的路基主体(2)和桥梁主体(3)，其特征在于：所述地基(1)的上表面固定安装有支撑柱(4)，所述支撑柱(4)的顶部设置有水平调节机构，所述水平调节机构的外部设置有限位机构；

所述水平调节机构包括固定于支撑柱(4)顶部的横板(5)，所述横板(5)顶部的左右两侧均固定连接有侧板(6)，两个所述侧板(6)相对的一侧均固定安装有旋转轴承(7)，两个所述旋转轴承(7)之间活动连接有转轴(8)，两个所述侧板(6)相对侧设置有输出轴与转轴(8)固定连接的驱动电机(9)，所述转轴(8)的外侧固定连接有套板(10)，所述套板(10)的顶部活动安装有激光发射装置(11)，所述激光发射装置(11)的顶部固定连接有水平仪主体(12)。

2.根据权利要求1所述的路桥沉降差实时监测系统，其特征在于：所述驱动电机(9)固定安装于背面所述侧板(6)的背面，背面所述侧板(6)的内部开设有与转轴(8)相适配的穿孔，转轴(8)通过穿孔贯穿背面所述侧板(6)。

3.根据权利要求1所述的路桥沉降差实时监测系统，其特征在于：所述限位机构设置于套板(10)的外部，限位机构和水平调节机构的数量均为两个，限位机构包括与套板(10)固定连接有限位轴承(13)，所述限位轴承(13)的内部活动连接有螺纹杆(14)，所述套板(10)的外部固定连接有位于螺纹杆(14)下方的固定板(15)。

4.根据权利要求3所述的路桥沉降差实时监测系统，其特征在于：所述螺纹杆(14)的外侧活动连接有套块(16)，所述套块(16)的底部固定连接有与固定板(15)滑动连接的滑块(17)，所述套块(16)的顶部固定连接有固定块(18)，所述固定块(18)靠近套板(10)的一侧固定连接有插接杆(19)。

5.根据权利要求3所述的路桥沉降差实时监测系统，其特征在于：所述固定板(15)的底部固定连接有连接箱(20)，所述连接箱(20)的内部固定安装有旋转电机(21)，所述螺纹杆(14)的外侧固定连接有第一齿轮(22)，所述旋转电机(21)的输出轴固定连接有延伸至连接箱(20)外部的活动轴(23)，所述活动轴(23)远离旋转电机(21)的一端固定连接有与第一齿轮(22)啮合的第二齿轮(24)。

6.根据权利要求5所述的路桥沉降差实时监测系统，其特征在于：所述连接箱(20)靠近第二齿轮(24)的一侧开设有与活动轴(23)相适配的导孔，活动轴(23)通过导孔贯穿并延伸至连接箱(20)的外部。

7.根据权利要求4所述的路桥沉降差实时监测系统，其特征在于：所述套块(16)的内部开设有与螺纹杆(14)相适配的螺纹孔，螺纹杆(14)通过螺纹孔与套块(16)螺纹连接。

8.根据权利要求4所述的路桥沉降差实时监测系统，其特征在于：所述路基主体(2)和桥梁主体(3)相对侧均固定安装有监测板(25)，监测板(25)的外表面设置有刻度尺，路基主体(2)和桥梁主体(3)相对侧均固定安装有用于监控监测板(25)的监控装置(26)固定板(15)的顶部开设有与滑块(17)相适配的限位滑槽，滑块(17)滑动安装于限位滑槽内。

9.根据权利要求4所述的路桥沉降差实时监测系统，其特征在于：所述套板(10)靠近固定块(18)的一侧和激光发射装置(11)的内部均开设有与插接杆(19)相适配的插接孔，插接杆(19)通过插接孔贯穿套板(10)并延伸至激光发射装置(11)的内部。

10.路桥沉降差实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在监测路基主体(2)和桥梁主体(3)的沉降差时，先将激光发射装置(11)通过限位机构固定在套板(10)上，然后通过水平仪主体(12)控制驱动电机(9)旋转，即可将激光发射装置(11)调制与水平线垂直，避免在监测路基主体(2)和桥梁主体(3)的沉降差时出现误差；

2)激光发射装置(11)发射激光，激光照射在两个监测板(25)上，将两个初始的点光源记录下来，然后通过监控装置(26)对监测板(25)上的点光源进行远程实时监测，即可随时知道路基主体(2)和桥梁主体(3)的沉降差。

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