CN114202894B - 一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置及其方法、桩基 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置，设置在跨海桥梁桩基内，该装置包括：设置在跨海桥梁桩基内壁的传送机构，用于将冲刷监测预警胶囊和波浪荷载监测胶囊运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中；设置在跨海桥梁桩基内壁的冲刷监测预警胶囊，从河床泥面往下依次布置多个所述冲刷监测预警胶囊，用于监测泥沙冲刷变化；设置在跨海桥梁桩基内壁的波浪荷载监测胶囊，用于采集压强信号，根据所述压强信号，计算桥墩所受波浪荷载；及设置在跨海桥梁桩基内壁的位移监测系统，用于测量监测桥墩位移信息。

Description

一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置及其方法、桩基

技术领域

本申请涉及跨海桥梁安全技术领域，特别涉及一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置及其方法、桩基。

背景技术

跨海桥梁桥墩是支承跨海桥梁结构并将恒载和车辆活载传至地基的建筑物，跨海桥梁桥墩常年处在潮流波浪动力强劲、海床冲淤复杂的海洋环境中，桥墩安全对桥梁结构安全至关重要。桥墩基座处的冲刷深度和桥墩所受的波浪荷载是影响跨海桥梁桥墩位移的两个重要因素，准确判断桥墩基础的冲刷深度和其所受的波浪荷载对于桥梁的安全尤为重要。在实际海洋潮汐和不规则波浪联合作用下，复合桥墩基座处的冲刷深度与作用于其上的波浪力关系非常复杂。目前虽然已有不少基于潮流波浪大小和泥沙特性预测桥墩冲刷的研究成果，但都是针对具体海域条件下的桥墩工程，其预测的准确性、可靠性和普适性还有待提高。为了确保桥梁的安全，进行桥墩基础处的冲刷深度、波浪荷载和位移监测，对桥梁安全显得非常必要和重要。

目前在跨海桥梁上针对桥墩冲刷、波浪荷载或位移的监测系统已经有所尝试应用，但迄今每个监测任务都是单独执行。且监测系统均是在桥梁建设完成后，再在桥墩外围布设监测设备，这样仪器设备常年暴露在海水、海风等腐蚀环境中，仪器的耐久性和可靠性较差，遇到极端台风天气，仪器设备可能被台风浪和飓风破坏，从而不能保证桥梁安全监测数据的长期性和稳定性。

发明内容

鉴于此，本申请实施例提供一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置及其方法、桩基。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置，设置在跨海桥梁桩基内，该装置包括：

设置在跨海桥梁桩基内壁的传送机构，用于将冲刷监测预警胶囊和波浪荷载监测胶囊运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中；

设置在跨海桥梁桩基内壁的冲刷监测预警胶囊，从河床泥面往下依次布置多个所述冲刷监测预警胶囊，用于监测泥沙冲刷变化并预警；

设置在跨海桥梁桩基内顶底面的波浪荷载监测胶囊，用于采集压强信号，根据所述压强信号，计算桥墩所受波浪荷载；及

设置在跨海桥梁桩基内壁的位移监测系统，用于监测桥墩位移信息。

进一步地，所述传送机构包括：

轨道，所述轨道从上至下布置在所述桩基内壁；

传送机，所述传送机安装在所述轨道上；

伸缩杆，所述伸缩杆垂直安装在所述传送机上；及

机械夹，所述机械夹安装在所述伸缩杆顶端。

进一步地，所述冲刷监测预警胶囊包括：

套筒，以及安装在所述套筒内部且依次相连的圆锥形端头、泥土固化剂、伞形阻块、橡胶密封盖、荧光染色剂，其中所述圆锥形端头安装在所述套筒一端；

承台顶部量筒，所述承台顶部量筒的一端通过水管所述套筒另一端相连通；以及

水位传感器，所述水位传感器布置在所述量筒内部。

进一步地，从河床泥面往下一共布置至少四层所述冲刷监测预警胶囊；其中主要四层布置深度如下：

第1层的冲刷监测预警胶囊位于现状河床泥面以下0.5m～1m处，其所述荧光染色剂为第一警示色；

第2层的冲刷监测预警胶囊位于桥墩预估局部冲刷深度，其所述荧光染色剂(2-6)为第二警示色；

第3层的冲刷监测预警胶囊位于桥墩预估一般冲刷深度加上预估局部冲刷深度，其所述荧光染色剂为第三警示色；

第4层的冲刷监测预警胶囊位于桥墩预估自然演变冲刷深度、预估一般冲刷深度和预估局部冲刷深度之和，其所述荧光染色剂为第四警示色。

进一步地，通过河床演变分析确定桥墩预估局部冲刷深度D₁；

所述桥墩预估一般冲刷深度D₂计算方法：

式中，h_a为冲刷前平均水深；h_m为冲刷前最大水深；Q_p为桥梁的设计流量；B为桥墩阻水宽度；μ为水流压缩系数；ω₁、ω₂为相关指数系数；

所述桥墩预估局部冲刷深度D₃计算方法：

式中，A为桥墩结构系数；α为波浪最大近地流速修正系数；U为桥墩设计最大流速；H’、T’为桥墩设计最大波高及对应周期；U₀为泥沙起动流速；B为桥墩阻水宽度；d₅₀为泥沙中值粒径；h_p为一般冲刷后的水深；β₁、β₂、β₃、β₄、β₅为相关指数系数。

进一步地，所述波浪荷载监测胶囊包括套筒和安装在所述套筒内部的压强传感器；

进一步地，所述位移监测系统包括：

陀螺仪支架，所述陀螺仪支架固定在所述桩基内底部；

激光笔，所述激光笔安装在所述陀螺仪支架上；

配重，所述配重连接在所述激光笔底部；及

光电位移感知器，所述光电位移感知器位于所述桩基顶部。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置的联合监测方法，该方法包括如下步骤：

在桥墩靠外海侧布置桩基，所述桩基内装有第一方面所述的用于桥墩的多目标联合监测预警装置；

通过所述传送机构将所述冲刷监测预警胶囊和所述波浪荷载监测胶囊运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中，使得所述冲刷监测预警胶囊和所述波浪荷载监测胶囊头部穿过桩壁预留孔；

通过水位传感器监测所述冲刷监测预警胶囊的压强变化，以获得桥墩附近泥沙冲刷情况，通过多个所述冲刷监测预警胶囊对桥墩冲刷深度实施预警；

根据所述波浪荷载监测胶囊采集压强信号，通过下式计算桥墩所受波浪荷载F：

其中：

p_max＝max(p-p_a)

式中：p为所述波浪荷载监测胶囊采集压强信号值；γ为水的重度；p_a为压强信号一段时间的平均值；p_max为压强信号值减去压强平均值所得的压强值；T为压强信号波动周期；k为波数；C_B、C_D、C_M为系数；R为承台长度；D为桩径；d_p、d_top、d_bot、z为压强测点、承台顶、承台底和计算点距离海床高度；g为重力加速度；N为桩基个数；ω为波浪运动的圆频率；u为水质点水平速度；t为时间；

通过位移监测系统监测桥墩位移信息。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种桩基，所述桩基内装有第一方面所述的用于桥墩的多目标联合监测预警装置。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由上述实施例可知，本申请实施例针对桥墩安全采用桥墩冲刷、波浪荷载、位移多目标联合监测预警技术手段，通过冲刷监测预警胶囊、波浪荷载监测胶囊以及位移监测系统对影响桥墩安全的主要因素进行联合监测，克服了以往仪器设备重复建设、监测内容单一的技术问题，能够降低投资，帮助工作人员综合评估桥墩安全情况，提前采取防范措施，确保跨海桥梁运行安全，减少重大伤害事件发生。

本发明实施例的传送机构、冲刷监测预警胶囊、波浪荷载监测胶囊以及位移监测系统均模块化集成布置到一根桩基内部，克服了传统海洋设备因直接暴露在恶劣、腐蚀环境中导致的稳定性差、耐久性差、难修理的技术问题，整套装置布置在桩基内部，避免直接与海浪、海风等接触，提高本发明稳定性、耐久性，同时模块化设备系统方便修理更换。

本发明实施例的冲刷监测预警胶囊既采用数字波高仪来监测其内部压强变化以对桥墩冲刷情况进行监测预警，又采用警示染色剂的物理方法对桥墩冲刷状态进行预警，克服现有桥梁监测方法单一，且过多依靠电子设备，恶劣海洋环境下电子设备可靠性差的技术问题，提高了设备可靠性，达到了桥墩冲刷监测预警的双重保险。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置的正视结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的传送机构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的冲刷监测预警胶囊非工作示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的冲刷监测预警胶囊工作示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的量筒和水位传感器示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的波浪荷载监测胶囊示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的位移监测系统示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

如图1-图7所示，本发明实施例提供一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置，设置在跨海桥梁桩基内，该装置包括：设置在跨海桥梁桩基内壁的传送机构1，用于将冲刷监测预警胶囊2和波浪荷载监测胶囊3运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中；设置在跨海桥梁桩基内壁的冲刷监测预警胶囊2，从河床泥面往下依次布置多个所述冲刷监测预警胶囊2，用于监测水位变化；设置在跨海桥梁桩基内壁的波浪荷载监测胶囊3，用于采集压强信号，根据所述压强信号，计算桥墩所受波浪荷载；设置在跨海桥梁桩基内壁的位移监测系统4，用于测量监测桥墩位移信息。

由上述实施例可知，本申请通过设置在桩基内部的冲刷监测预警胶囊、波浪荷载监测胶囊以及位移监测系统分别对影响桥墩安全的桥墩冲刷、波浪荷载、位移信息进行联合监测，给出桥墩综合安全情况，有助于提前采取防范措施，确保跨海桥梁安全。传送机构、冲刷监测预警胶囊、波浪荷载监测胶囊以及位移监测系统均模块化集成布置到一根桩基内部，避免直接与海浪、海风等接触，减少仪器腐蚀、损害情况，提高本发明稳定性、耐久性，模块化方便设计修理更换。同时本发明采用数字仪器加物理机制手段联合监测桥墩安全状况的技术手段，达到了监测预警的双重保险，即使在电子设备发生损坏情况下，也能通过物理机制进行预警。

本实施例中，所述传送机构1包括：轨道1-1、传送机1-2、伸缩杆1-3、机械夹1-4，所述轨道1-1垂直布置在所述桩基内壁；所述传送机1-2安装在所述轨道1-1上；所述伸缩杆1-3垂直安装在所述传送机1-2上；及所述机械夹1-4安装在所述伸缩杆1-3顶端。所述机械夹1-4用于夹住所述冲刷监测预警胶囊2和波浪荷载监测胶囊3，方便对其进行运输、安装及更换。

本实施例中，所述冲刷监测预警胶囊2包括：套筒2-1、承台顶部量筒2-7、水位传感器2-8、安装在所述套筒2-1内部且依次相连的圆锥形端头2-2、泥土固化剂2-3、伞形阻块2-4、橡胶密封盖2-5、荧光染色剂2-6，其中所述圆锥形端头2-2安装在所述套筒2-1一端，方便所述传送机构1将所述冲刷监测预警胶囊2通过桩壁孔洞插入泥土，所述荧光染色剂2-6采用对水体无环境影响的有色发光材料，保证在黑夜中能够被发现；所述承台顶部量筒2-7的一端通过水管所述套筒2-1另一端相连通；以及所述水位传感器2-8布置在所述量筒2-7内部，以监测所述冲刷监测预警胶囊2中压强变化。

本实施例中，从河床泥面往下一共布置四层所述冲刷监测预警胶囊2；其中

第1层冲刷监测预警胶囊2位于现状河床泥面以下0.5m～1m处，其所述荧光染色剂2-6为第一警示色，本实例采用蓝色；

第2层冲刷监测预警胶囊2位于桥墩预估局部冲刷深度，其所述荧光染色剂2-6为第二警示色，本实例采用黄色；

第3层冲刷监测预警胶囊2位于桥墩预估一般冲刷深度加上桥墩预估局部冲刷，其所述荧光染色剂2-6为第三警示色，本实例采用橙色；

第4层冲刷监测预警胶囊2位于桥墩预估自然演变冲刷深度、桥墩预估一般冲刷深度和桥墩预估局部冲刷深度之和，其所述荧光染色剂2-6为第四警示色，本实例采用红色。

通过蓝黄橙红四级预警色来表示桥墩冲刷危险程度，当桥墩冲刷深度达到其中一种预估冲刷深度时，所述冲刷监测预警胶囊2将会释放出对应预警色的所述荧光染色剂2-6，在桥墩附近形成大片显眼的有色水体，确保工作人员及附近行人能够及时发现并采取措施。

本实施例中，通过河床演变分析确定桥墩预估自然演变冲刷深度D₁。

本实施例中，桥墩预估一般冲刷深度D₂计算方法：

式中，h_a为冲刷前平均水深；h_m为冲刷前最大水深；Q_p为桥梁的设计流量；B为桥墩阻水宽度；μ为水流压缩系数；ω₁、ω₂为相关指数系数。

本实施例中，桥墩预估局部冲刷深度D₃计算方法：

式中，A为桥墩结构系数；α为波浪最大近地流速修正系数；U为桥墩设计最大流速；H’、T’为桥墩设计最大波高及对应周期；U₀为泥沙起动流速；B为桥墩阻水宽度；d₅₀为泥沙中值粒径；h_p为一般冲刷后的水深；β₁、β₂、β₃、β₄、β₅为相关指数系数。

本实施例中，所述波浪荷载监测胶囊3包括套筒3-1和安装在所述套筒3-1内部的压强传感器3-2；所述套筒3-1方便所述机械夹1-4抓取，并为所述压强传感器3-2隔离恶劣环境形成保护。

本实施例中，所述位移监测系统4包括：陀螺仪支架4-1、激光笔4-2、配重4-3、光电位移感知器4-4，所述陀螺仪支架4-1固定在所述桩基底部；所述激光笔4-2安装在所述陀螺仪支架4-1上，保证所述激光笔4-2能够自由转动；所述配重4-3连接在所述激光笔4-2底部，使得所述激光笔4-2射出的激光垂直向上；及所述光电位移感知器4-4位于所述桩基顶部，接受所述激光笔4-2射出的激光。通过测量桩基顶、底部相对水平位移，从而获得桥墩水平位移。

本发明工作原理：本发明主要是通过监测影响跨海桥梁桥墩安全的桥墩冲刷深度、波浪荷载、位移3个主要因素来对桥墩安全进行预警，其中冲刷深度和波浪荷载会影响桥墩位移，3个因素在跨海桥梁设计时已有相关设计阈值，本发明通过在跨海桥梁实际运行过程中对相关指标进行监测，并与阈值进行对比，从而判断桥墩所处的设计工况，若相关指标突破阈值，从而给出预警信息。桥墩冲刷深度监测预警：通过在桥墩相关设计冲刷深度设置冲刷监测预警胶囊，当水流冲刷掉冲刷监测预警胶囊附近泥土时，冲刷监测预警胶囊外侧压力小于冲刷监测预警胶囊内压力，则胶囊会释放出对应深度的颜色染色剂，使得桥墩附近水体变色继而给出预警信息。波浪荷载监测预警：通过监测桩基处所受波浪压强，根据本发明给出的桥墩单点压强和桥墩整体波浪荷载的关系式，继而得到桥墩所受波浪荷载。位移监测预警：跨海桥墩桩基一般打入到基岩或者很深的持力层，桩基底部基本不会发生位移，桩基在荷载作用下会发生一定弯曲变形导致桥墩产生水平位移，通过对比桩基顶部和顶部的相对水平位移，从而得到桥墩的水平位移。

本实施例还提供一种桩基，所述桩基内装有上述的用于桥墩的多目标联合监测预警装置。

利用所述用于桥墩的多目标联合监测预警装置的联合监测方法，该方法包括如下步骤：

(1)在桥墩靠外海侧布置桩基，所述桩基内装有上述的用于桥墩的多目标联合监测预警装置；

(2)通过所述传送机构1将所述冲刷监测预警胶囊2和所述波浪荷载监测胶囊3运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中，使得所述冲刷监测淤积胶囊2和所述波浪荷载监测胶囊3头部穿过桩壁预留孔；

(3)通过水位传感器2-8监测所述冲刷监测预警胶囊2的压强变化，以此获得桥墩冲刷情况，通过多个所述冲刷监测预警胶囊2对桥墩冲刷情况实施四级预警色预警。

在所述量筒2-7内缓慢注入水体，通过水压将所述冲刷监测预警胶囊2的所述圆锥形端头2-2和所述泥土固化剂2-3从所述套筒2-1内部挤出，所述伞形阻块2-4的一端挤入到泥土中撑开；待所述冲刷监测预警胶囊2内部水压和外部土压力与空隙水压力之和相等时，所述量筒2-7内水体上升高度等于注入水体体积除以量筒截面积，停止注入水体，将所述水位传感器2-8插入所述量筒2-7内，监测量筒内水位变化，以此获得所述冲刷监测预警胶囊2的压强变化情况。

(4)根据所述波浪荷载监测胶囊3采集压强信号，通过下式计算桥墩所受波浪荷载F：

其中：

p_max＝max(p-p_a)

式中：p为所述波浪荷载监测胶囊3采集压强信号值；γ为水的重度；p_a为压强信号一段时间的平均值；p_max为压强信号值减去压强平均值所得的压强值；T为压强信号波动周期；k为波数；C_B、C_D、C_M为系数；R为承台长度；D为桩径；d_p、d_top、d_bot、z为压强测点、承台顶、承台底和计算点距离海床高度；g为重力加速度；N为桩基个数；ω为波浪运动的圆频率；u为水质点水平速度；t为时间；

(5)通过位移监测系统4监测桥墩位移信息。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置，其特征在于，设置在跨海桥梁桩基内，该装置包括：

设置在跨海桥梁桩基内壁的传送机构(1)，用于将冲刷监测预警胶囊(2)和波浪荷载监测胶囊(3)运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中；

设置在跨海桥梁桩基内壁的冲刷监测预警胶囊(2)，从河床泥面往下依次布置多个所述冲刷监测预警胶囊(2)，用于监测泥沙冲刷变化并预警；

设置在跨海桥梁桩基内顶底面的波浪荷载监测胶囊(3)，用于采集压强信号，根据所述压强信号，计算桥墩所受波浪荷载；及设置在跨海桥梁桩基内壁的位移监测系统(4)，用于监测桥墩位移信息；

所述冲刷监测预警胶囊(2)包括：

套筒(2-1)，以及安装在所述套筒(2-1)内部且依次相连的圆锥形端头(2-2)、泥土固化剂(2-3)、伞形阻块(2-4)、橡胶密封盖(2-5)、荧光染色剂(2-6)，其中所述圆锥形端头(2-2)安装在所述套筒(2-1)一端；

承台顶部量筒(2-7)，所述承台顶部量筒(2-7)的一端通过水管所述套筒(2-1)另一端相连通；以及水位传感器(2-8)，所述水位传感器(2-8)布置在所述量筒(2-7)内部；

所述波浪荷载监测胶囊(3)包括套筒(3-1)和安装在所述套筒(3-1)内部的压强传感器(3-2)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传送机构(1)包括：

轨道(1-1)，所述轨道(1-1)从上至下布置在所述桩基内壁；

传送机(1-2)，所述传送机(1-2)安装在所述轨道(1-1)上；

伸缩杆(1-3)，所述伸缩杆(1-3)垂直安装在所述传送机(1-2)上；及

机械夹(1-4)，所述机械夹(1-4)安装在所述伸缩杆(1-3)顶端。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，从河床泥面往下一共布置至少四层所述冲刷监测预警胶囊(2)；其中四层布置深度如下：

第1层的冲刷监测预警胶囊(2)位于现状河床泥面以下0.5m～1m处，其所述荧光染色剂(2-6)为第一警示色；

第2层的冲刷监测预警胶囊(2)位于桥墩预估局部冲刷深度，其所述荧光染色剂(2-6)为第二警示色；

第3层的冲刷监测预警胶囊(2)位于桥墩预估一般冲刷深度加上预估局部冲刷深度，其所述荧光染色剂(2-6)为第三警示色；

第4层的冲刷监测预警胶囊(2)位于桥墩预估自然演变冲刷深度、预估一般冲刷深度和预估局部冲刷深度之和，其所述荧光染色剂(2-6)为第四警示色。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，通过河床演变分析确定桥墩预估自然冲刷深度D₁；

所述桥墩预估一般冲刷深度D₂计算方法：

式中，h_a为冲刷前平均水深；h_m为冲刷前最大水深；Q_p为桥梁的设计流量；B为桥墩阻水宽度；μ为水流压缩系数；ω₁、ω₂为相关指数系数；

所述桥墩预估局部冲刷深度D₃计算方法：

式中，A为桥墩结构系数；α为波浪最大近地流速修正系数；U为桥墩设计最大流速；H’、T’为桥墩设计最大波高及对应周期；U₀为泥沙起动流速；k'为波数；g为重力加速度；B为桥墩阻水宽度；d₅₀为泥沙中值粒径；h_p为一般冲刷后的水深；β₁、β₂、β₃、β₄、β₅为相关指数系数。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位移监测系统(4)包括：

陀螺仪支架(4-1)，所述陀螺仪支架(4-1)固定在所述桩基内底部；

激光笔(4-2)，所述激光笔(4-2)安装在所述陀螺仪支架(4-1)上；

配重(4-3)，所述配重(4-3)连接在所述激光笔(4-2)底部；及

光电位移感知器(4-4)，所述光电位移感知器(4-4)位于所述桩基顶部。

6.根据权利要求1所述用于桥墩的多目标联合监测预警装置的联合监测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

在桥墩靠外海侧布置桩基，所述桩基内装有权利要求1所述的用于桥墩的多目标联合监测预警装置；

通过所述传送机构(1)将所述冲刷监测预警胶囊(2)和所述波浪荷载监测胶囊(3)运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中，使得所述冲刷监测预警胶囊(2)和所述波浪荷载监测胶囊(3)头部穿过桩壁预留孔；

通过水位传感器(2-8)监测所述冲刷监测预警胶囊(2)的压强变化，以获得桥墩附近泥沙冲刷情况，通过多个所述冲刷监测预警胶囊(2)对桥墩冲刷深度实施预警；

根据所述波浪荷载监测胶囊(3)采集压强信号，通过下式计算桥墩所受波浪荷载F：

其中：

p_max＝max(p-p_a)

式中：p为所述波浪荷载监测胶囊(3)采集压强信号值；γ为水的重度；p_a为压强信号一段时间的平均值；p_max为压强信号值减去压强平均值所得的压强值；T为压强信号波动周期；k为波数；C_B、C_D、C_M为系数；R为承台长度；D为桩径；d_p、d_top、d_bot、z为压强测点、承台顶、承台底和计算点距离海床高度；g为重力加速度；N为桩基个数；ω为波浪运动的圆频率；u为水质点水平速度；t为时间；

通过位移监测系统(4)监测桥墩位移信息。

7.一种桩基，其特征在于，所述桩基内装有权利要求1所述的用于桥墩的多目标联合监测预警装置。