CN117433406B - 一种桥墩在线安全监测传感装置、制作方法及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种桥墩在线安全监测传感装置、制作方法及使用方法，属于高架桥桥墩在线监测技术领域，包括：立柱，立柱的顶部可拆卸连接有顶板，所述立柱的底部可拆卸连接有底板；所述立柱的中部位置设置有用于检测桥墩应变的应变传感组件；所述应变传感组件的外部包裹有保护层；所述保护层自内向外依次为硅橡胶密封层、丁基胶保护层和水泥封装层。本发明的传感装置预埋高架桥桥墩内部，与水泥砂石无缝嵌接，实现了高架桥桥墩的应变在线测量，实现了对高架桥桥墩的在线安全监测，传感装置易用、灵敏度高、封装牢固、存活率高、使用寿命长。

Description

一种桥墩在线安全监测传感装置、制作方法及使用方法

技术领域

本发明属于高架桥桥墩在线监测技术领域，特别涉及一种桥墩在线安全监测传感装置、制作方法及使用方法。

背景技术

随着社会经济的发展，为缓解城市交通拥堵问题，高架桥快速通道在城市建设中越来越多，高架桥一般高于地面10-20米左右，由底部有桥墩支撑，桥墩上面为桥面结构。城市高架桥可以为沥青路面，作为城市快速公路使用或城际高速公路；也可以铺设轨道，作为城市轻轨通道。

高架桥由桥面和桥墩两部分组成，桥面是承载车辆和行人的部分，桥墩是支撑桥面的部分。桥墩的性能和安全对高架桥的使用和安全起关键作用，一旦高架桥桥墩发生开裂、倾斜、扭曲等变形，则会给桥上车辆和桥下人车和建筑造成巨大安全威胁。为了节约成本，多数城市高架桥多采用单桥墩支撑方案。单桥墩相比双桥墩支撑结构，稳定性差。单桥墩结构一旦桥面左右重量不同，容易导致桥面倾斜，进而导致桥墩侧倾弯曲，发生损伤。尤其当桥面使用多年后，由于受力不均，或桥面左右两侧在行驶车辆重力较大的工况下，桥面结构容易发生侧倾或晃动，导致桥墩发生倾斜，为高架桥的使用带来巨大安全隐患。因此，高架桥安全监测技术备受有关部门重视，尤其是高架桥桥墩的在线安全监测技术。

高架桥桥墩的安全监测主要是指使用检测设备进行人工测量排查，人工不仅排查费时费力，而且，高架桥桥墩内部的变形、滑移和开裂等安全隐患也无法有效检测到，另外，如果桥墩发生极其微小的侧倾一般测量手段也很难发现。

目前，高架桥桥墩主动安全监测实施案例较少，主要有光纤光栅、贵金属应变线、压电陶瓷和金属应变片几类。传感器安装方式有外贴和内埋两种形式，外贴式传感器虽然施工方便，但是只能检测桥墩表面数据，更重要的桥墩内部信息无法获取，外贴式传感器，例如光纤光栅，且容易受到外界环境的干扰，检测稳定性差，且寿命短。相比外贴式传感器方案，内置式检测结构更为可靠，但是高架桥桥墩是钢筋混凝土浇筑结构里边有大量石块，由于封装技术不成熟，上述传感器在混凝土浇筑过程中，会和混凝土中的石子接触，在被震动夯实过程中很容易损毁，影响对高架桥的检测，进而给高架桥的使用带来安全隐患。

发明内容

本发明提供一种桥墩在线安全监测传感装置，装置能够埋植于浇筑混凝土内部，即能在较长的时间内对高架桥桥墩进行持续的检测，还可以保证检测的稳定性。

桥墩在线安全监测传感装置包括：立柱，立柱的顶部可拆卸连接有顶板，所述立柱的底部可拆卸连接有底板；所述立柱的中部位置设置有用于检测桥墩应变的应变传感组件；

所述应变传感组件的外部包裹有保护层；

所述保护层自内向外依次为硅橡胶密封层、丁基胶保护层和水泥封装层。

进一步需要说明的是，应变传感组件包括：应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4；应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4分别粘贴在立柱的四个侧面；

所述应变片S1和应变片S2分别朝向高架桥路面长度方向的前方和后方；

所述应变片S3和应变片S4分别朝向高架桥路面宽度方向的右方和左方。

进一步需要说明的是，还包括：临边半桥应力应变测量电路；

所述临边半桥应力应变测量电路包括：第一电阻R₀₁、第二电阻R₀₂以及电源；

电源的电源电位E正极分别与应变片S1第一端和第一电阻R₀₁第一端连接；应变片S1第二端和应变片S2第一端分别与临边半桥应力应变测量电路第一输出端连接；

电源的电源电位E负极分别与应变片S2第二端和第二电阻R₀₂第一端连接；第一电阻R₀₁第二端和第二电阻R₀₂第二端分别与临边半桥应力应变测量电路第二输出端连接；第一电阻R₀₁和第二电阻R₀₂分别为定值电阻；

应变片S1、应变片S2、第一电阻R₀₁和第二电阻R₀₂构成菱形电桥电路，应变片与定值电阻对应设置。

进一步需要说明的是，所述顶板为正方形的复合板，顶板的边长为40-100mm，厚度为5-15mm，中间设置有通孔，孔径φ10mm，顶板的制作材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯材料，玻璃纤维的含量35%。

进一步需要说明的是，所述底板为正方形的复合板，底板的边长为40-100mm，厚度为5-15mm，中间设置有通孔，底板的孔径φ10mm，底板的制作材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯材料，玻璃纤维的含量35%。

进一步需要说明的是，所述立柱为方形横截面四棱柱结构，立柱长度为80-160mm，优选地的为120mm。立柱的横截面为长度为10-40mm的正方形。优选地的为25mm。

进一步需要说明的是，所述立柱的制作材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯，玻璃纤维的含量不少于35%；

所述立柱的两端中心位置各设置有一个螺纹盲孔；

所述顶板通过上紧固螺栓与立柱顶部的螺纹盲孔实现可拆卸连接；

所述底板通过下紧固螺栓与立柱底部的螺纹盲孔实现可拆卸连接。

进一步需要说明的是，应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4分别为单轴金属应变片，每个应变片仅有一个应变敏感方向。

本发明还提供一种用于制作所述桥墩在线安全监测传感装置的方法，制作方法包括如下步骤：

基于预设厚度的玻璃纤维增强聚四氟乙烯制作成板材；

使用铣床机加工成预设尺寸的底板和顶板；

采用玻璃纤维增强聚四氟乙烯制作预设边长的四棱柱，然后通过铣床机加工成截面为正方形的立柱；

在立柱前后侧面分别用双组份环氧胶水固定应变片S1和应变片S2；

在立柱左右侧面分别用双组份环氧胶水固定应变片S3和应变片S4；

应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4在立柱的同一高度；

将应变片S1和应变片S2接入临边半桥应力应变测量电路中；

将应变片S3和应变片S4接入另一临边半桥应力应变测量电路中；

在应变片表面涂覆固化硅橡胶密树脂，硅橡胶固化后形成硅橡胶密封层，然后在立柱中段均匀缠绕丁基胶带，包裹应变片和硅橡胶，丁基胶的厚度至少为1mm，形成保护层，并固定应变片；

使用胶带固定应变片引线，采用上下紧固螺栓将顶板和底板分别固定在立柱的两端；

将装置喷涂水泥，并将整个装置封闭在水泥硬壳内，形成水泥封装层。

本发明还提供一种基于所述桥墩在线安全监测传感装置的使用方法，使用方法包括：

桥墩在浇注时，将桥墩在线安全监测传感装置放置在混凝土内部，或将桥墩在线安全监测传感装置用扎带固定在桥墩内部竖直的钢筋框架上；

立柱的前后面垂直于桥面的长度方向，即应变片S1和应变片S2分别朝向高架桥路面长度方向的前方和后方；

立柱的左右面垂直于桥面的宽度方向，即应变片S3和应变片S4分别朝向高架桥路面宽度方向的右方和左方；

延长应变线的引线到桥墩外边，桥墩浇筑水泥并凝固后，桥墩在线安全监测传感装置固化在大桥内，与桥墩水泥结构融为一体；

桥墩在线安全监测传感装置的外引线连接至应变仪，应变仪与计算机相连；

计算机基于应变仪获取应变参数，计算机通过如下方式分析桥墩侧倾数据；

应变片S1和应变片S2测量的应变量ε₁为桥墩向桥面长度方向侧倾的弯曲应变量；

应变片S3和应变片S4测量的应变量ε₂为桥墩向桥面宽度方向侧倾的弯曲应变量；

桥墩侧倾的弯曲应变量为：；桥墩侧倾的方向为/>。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的桥墩在线安全监测传感装置在预埋高架桥桥墩时嵌入内部，并与水泥砂石无缝嵌接，实现了高架桥桥墩的应变在线测量，实现了对高架桥桥墩的在线安全监测，传感器轻巧、易用、灵敏度高、封装牢固、存活率高、使用寿命长。

本发明提供的桥墩在线安全监测传感装置使用稳定性好的金属应变片为测量应力应变敏感元件，采用而对应变片临边接入半桥测量电路，可以精确测量高架桥桥墩侧倾时的弯曲应变，并可对桥墩侧倾量和侧倾方向测量。

本发明所述的应变传感组件分别被硅橡胶、丁基橡胶胶条和水泥封装，具有三层保护结构，具有极高的防潮、耐老化、耐高温、耐冲击的特点，传感器成活率高，寿命长，能够应对各种恶劣环境。

本发明提供的桥墩在线安全监测传感装置的制造方法简单，便于操作，制作的传感器稳定性好、精确度高，制造成本低，内埋于高架桥桥墩后，可实现对高架桥桥墩安全状态的在线监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为桥墩在线安全监测传感装置示意图；

图2为临边半桥应力应变测量电路图。

附图标记说明：

1-顶板，2-底板，3-立柱，4-上紧固螺栓，5-应变传感组件，6-硅橡胶密封层，7-丁基胶保护层。

具体实施方式

本发明提供的桥墩在线安全监测传感装置是为了解决现有技术中使用的桥墩传感器在混凝土浇筑过程中，会和混凝土中的石子接触，在被震动夯实过程中很容易损毁，影响对高架桥的检测，进而给高架桥的使用带来安全隐患的问题。

本发明提供的桥墩在线安全监测传感装置是基于桥墩在浇注时，将桥墩在线安全监测传感装置放置在混凝土内部，或将桥墩在线安全监测传感装置用扎带固定在桥墩内部竖直的钢筋框架上；并在桥墩在线安全监测传感装置的应变传感组件设置保护层进而实现了对传感装置的保护，可以避免与混凝土中的石子接触，降低了损毁的几率，保证监测传感装置的稳定长时间运行。

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所示是一具体实施例中桥墩在线安全监测传感装置示意图，具体包括：立柱3，立柱3的顶部可拆卸连接有顶板1，所述立柱3的底部可拆卸连接有底板2；所述立柱3的中部位置设置有用于检测桥墩应变的应变传感组件5；所述应变传感组件5的外部包裹有保护层；所述保护层自内向外依次为硅橡胶密封层6、丁基胶保护层7和水泥封装层。

对于本实施例的保护层来讲，所述硅橡胶密封层6材质为室温硫化硅橡胶，液态硅橡胶均匀涂抹粘贴立柱3侧面，应变传感组件5及其相关接线端子和导线，硅橡胶硫化交联后形成硅橡胶密封层6，用于封装和保护应力片、接线端子和部分导线。硅橡胶密封层6具有密封、防潮、防氧化、防剐蹭的作用，同时也起到固定上述结构的作用，为本实施例的第一保护层。

所述丁基橡胶保护层采用丁基橡胶密封胶条，均匀缠绕包立柱表面的硅橡胶密封层6，用于进一步保护应变传感组件5、接线端子和部分导线，起到防机械损伤的作用；丁基橡胶保护层为本实施例的第二保护层。

水泥封装层采用桥墩施工同类型水泥，喷涂本实施例所述传感表面，一方面形成坚硬水泥保护壳，保护桥墩在线安全监测传感装置不受施工环境的影响，另一方面水泥保护壳能够和桥墩水泥无缝结合，提高测量精度，水泥封装层是本实施例的第三保护层。

对于本实施例的顶板1来讲，其为正方形的复合板，边长为60mm，厚度为10mm，中间有通孔，孔径φ10mm，顶板1材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯材料，玻璃纤维的含量35%。

底板2为正方形的复合板，边长为60mm，厚度为10mm，中间有通孔，孔径φ10mm，顶板1材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯材料，玻璃纤维的含量35%。立柱3为方形横截面四棱柱结构，立柱3长度为120mm，立柱3横截面为长度为30mm的正方形。

可选地，立柱3四个侧面分别为前、后、左、右四个平面，前后面平行，左右面平行，立柱3四个侧面的中部为应变片的粘接区域。所述立柱3材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯，玻璃纤维的含量不少于35%。

立柱3两端中心各有一个螺纹盲孔，所述顶板1通过上紧固螺栓4与立柱3顶部的螺纹盲孔实现可拆卸连接；所述底板2通过下紧固螺栓与立柱3底部的螺纹盲孔实现可拆卸连接，这样，顶板1、立柱3以及底板2构成哑铃型结构。

根据本申请的实施例，应变传感组件5包括：应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4；其中，应变片均为单轴金属应变片，每个应变片仅有一个应变敏感方向。

在检测时，应变片S1和应变片S2构成测量1组，应变片S3和应变片S4构成测量2组，应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4分别粘贴在立柱3四个侧面，且其敏感方向均与立柱3的长度方向相同。

对于应变片的设置方式来讲，所述应变片S1和应变片S2分别朝向高架桥路面长度方向的前方和后方；所述应变片S3和应变片S4分别朝向高架桥路面宽度方向的右方和左方。

本实施例还包括：临边半桥应力应变测量电路；在使用时，将应变片S1和应变片S2接入临边半桥应力应变测量电路中；将应变片S3和应变片S4接入另一临边半桥应力应变测量电路中；

以应变片S1和应变片S2接入临边半桥应力应变测量电路中来讲，所述临边半桥应力应变测量电路包括：第一电阻R₀₁、第二电阻R₀₂以及电源；电源的电源电位E正极分别与应变片S1第一端和第一电阻R₀₁第一端连接；应变片S1第二端和应变片S2第一端分别与临边半桥应力应变测量电路第一输出端连接；电源的电源电位E负极分别与应变片S2第二端和第二电阻R₀₂第一端连接；第一电阻R₀₁第二端和第二电阻R₀₂第二端分别与临边半桥应力应变测量电路第二输出端连接；第一电阻R₀₁和第二电阻R₀₂分别为定值电阻；应变片S1、应变片S2、第一电阻R₀₁和第二电阻R₀₂构成菱形电桥电路，应变片与定值电阻对应设置。

作为一个示例，应变片S1和应变片S2，分别粘贴于立柱3中前后侧面中部，并接入半桥电路的临边位置，即应变片S1和应变片S2分别对应的图2的R1和R2位置，根据应变片半桥电路测量原理，此时应变片S1和应变片S2组成电路系统可以测量立柱3向前后方向的弯曲应变大小，并可以排除立柱3拉压应变的干扰，此外，应变片临边半桥电路也可以实现温度补偿，消除温度变化对弯曲应变的影响。

对于应变片S3和应变片S4来讲，分别粘贴于立柱3左右侧面中部，并接入半桥电路的临边位置，即应变片S3和应变片S4分别对应的图2的R1和R2位置，根据应变片半桥电路测量原理，此时应变片S3和S4组成电路系统可以测量立柱3向左右方向的弯曲应变大小，并可以排除立柱3拉压应变的干扰，此外，应变片临边半桥电路也可以实现温度补偿，消除温度变化对弯曲应变的影响。

临边半桥应力应变测量电路是基于惠斯通电桥电路原理，由4个桥臂构成一个菱形电桥电路，如图2所示，菱形电桥的两个对角顶点为电压输入端，另外两个对角顶点为电压输出端；所述半桥电路中包含一对应变片和一对定值电阻，定值电阻的阻值和应变片在自然状态下的阻值相等，四个相同的阻值元件分别为菱形电桥结构的四个桥臂，菱形电桥前后两个顶点左右顶点提供电源电位E，菱形电桥中间两个顶点上下顶点的电压为待测电压Ux，即输出电压。

如图2所示，所述临边接入为：两个应变片分别位于菱形电桥的临边桥臂，即同支路的上桥臂和下桥臂；一对应变片采取临边接入半桥电路优势在于：

1、一对应变片组合能够提高测量精度，且测量范围相当于1个应变片的2倍。

2、采用临边接入来测量弯曲时，能够排除正应变拉伸和压缩的干扰。

3、临边半桥接入可以实现应变片温度补偿，消除温度变化对测量结构的干扰。

以下是本公开实施例提供的桥墩在线安全监测传感装置制作方法的实施例，该制作方法与上述各实施例的桥墩在线安全监测传感装置属于同一个发明构思，在制作方法的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述桥墩在线安全监测传感装置的实施例。

制备方法，包括如下过程：

采用玻璃纤维增强聚四氟乙烯制作特定厚度5-15mm的板材，然后铣床机加工成预设尺寸边长为40-100mm的正方形制作传感器的底板2和顶板1。

采用玻璃纤维增强聚四氟乙烯制作一定边长30mm的四棱柱，然后通过铣床机加工成正方形截面的立柱3。

在立柱3前后侧面分别用双组份环氧胶水应变片S1和应变片S2，在立柱3左右侧面分别用双组份环氧胶水应变片S3和应变片S4，应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4在立柱3中部的同一高度。

在上述应变片表面涂覆室温固化硅橡胶密树脂，硅橡胶固化后形成硅橡胶密封层6，然后在立柱3中段均匀缠绕丁基胶带，均匀包裹应变片和硅橡胶，丁腈胶的厚度至少1mm，形成丁基胶保护层7，进一步固定应变片。

应变片S1和应变片S2接入应变片半桥电路的临边位置，即应变片S1和应变片S2分别对应的图2的R1和R2位置；应变片S3和S4接入应变片半桥电路的临边位置，即应变片S3和应变片S4分别对应的图2的R1和R2位置。

胶带固定应变片引线，采用上下紧固螺栓将顶板1和底板2分别固定在立柱3两端。将上述组合装置喷涂水泥，形成水泥封装层，将整个装置封闭在水泥壳内。

本发明还涉及到了桥墩在线安全监测传感装置的使用方法，使用方法包括：将桥墩在线安全监测传感装置用扎带固定在桥墩内部竖直的钢筋框架上，桥墩在线安全监测传感装置的立柱3的前后面垂直于高架桥桥面的长度延伸方向，即应变片S1和S2分别朝向高架桥路面长度方向的前方和后方；桥墩在线安全监测传感装置的立柱3的左右面垂直于高架桥桥面的宽度方向，即应变片S3和S4分别朝向高架桥路面宽度方向的右方和左方。

延长应变线引线到桥墩外边，桥墩浇筑水泥并凝固后，上述传感器固化在大桥内，与桥墩水泥结构融为一体。

桥墩在线安全监测传感装置的外引线连接至应变仪，应变仪与计算机相连；便可实时检测高架桥桥墩是发生弯曲应变，应判断桥墩是否发生受力不均、是否发生侧倾，以及侧倾的方向。

桥墩侧倾数据分析方法如下：

基于应变片S1和应变片S2测量的应变量ε₁作为桥墩向桥面长度方向Y向侧倾的弯曲应变量；

基于应变片S3和应变片S4测量的应变量ε₂作为桥墩向桥面宽度方向X向侧倾的弯曲应变量；

桥墩侧倾的弯曲应变量为：；桥墩侧倾的方向为/>。

这样，本发明提供的桥墩在线安全监测传感装置、制作方法及使用方法，将传感装置预埋高架桥桥墩内部，与水泥砂石无缝嵌接，实现了高架桥桥墩的应变在线测量，实现了对高架桥桥墩的在线安全监测，传感器轻巧、易用、灵敏度高、封装牢固、存活率高、使用寿命长。

桥墩在线安全监测传感装置以稳定性好的金属应变片为测量应力应变敏感元件，采用而对应变片临边接入半桥测量电路，可以精确测量高架桥桥墩侧倾时的弯曲应变，并可对桥墩侧倾量和侧倾方向测量。

本发明提供的桥墩在线安全监测传感装置中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于桥墩在线安全监测传感装置的使用方法，其特征在于，桥墩在线安全监测传感装置包括：立柱（3），立柱（3）的顶部可拆卸连接有顶板（1），所述立柱（3）的底部可拆卸连接有底板（2）；所述立柱（3）的中部位置设置有用于检测桥墩应变的应变传感组件（5）；所述应变传感组件（5）的外部包裹有保护层；所述保护层自内向外依次为硅橡胶密封层、丁基胶保护层和水泥封装层；

应变传感组件（5）包括：应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4；应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4分别粘贴在立柱（3）的四个侧面；所述应变片S1和应变片S2分别朝向高架桥路面长度方向的前方和后方；所述应变片S3和应变片S4分别朝向高架桥路面宽度方向的右方和左方；

使用方法包括：

桥墩在浇注时，将桥墩在线安全监测传感装置放置在混凝土内部，或将桥墩在线安全监测传感装置用扎带固定在桥墩内部竖直的钢筋框架上；

立柱的前后面垂直于桥面的长度方向，即应变片S1和应变片S2分别朝向高架桥路面长度方向的前方和后方；

立柱的左右面垂直于桥面的宽度方向，即应变片S3和应变片S4分别朝向高架桥路面宽度方向的右方和左方；

延长应变片的引线到桥墩外边，桥墩浇筑水泥并凝固后，桥墩在线安全监测传感装置固化在大桥内，与桥墩水泥结构融为一体；

桥墩在线安全监测传感装置的外引线连接至应变仪，应变仪与计算机相连；

计算机基于应变仪获取应变参数，计算机通过如下方式分析桥墩侧倾数据；

基于应变片S1和应变片S2测量的应变量ε₁作为桥墩向桥面长度方向侧倾的弯曲应变量；

基于应变片S3和应变片S4测量的应变量ε₂作为桥墩向桥面宽度方向侧倾的弯曲应变量；

桥墩侧倾的弯曲应变量为：；桥墩侧倾的方向为。

2.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，还包括：临边半桥应力应变测量电路；

所述临边半桥应力应变测量电路包括：第一电阻R₀₁、第二电阻R₀₂以及电源；

电源的电源电位E正极分别与应变片S1第一端和第一电阻R₀₁第一端连接；应变片S1第二端和应变片S2第一端分别与临边半桥应力应变测量电路第一输出端连接；

电源的电源电位E负极分别与应变片S2第二端和第二电阻R₀₂第一端连接；第一电阻R₀₁第二端和第二电阻R₀₂第二端分别与临边半桥应力应变测量电路第二输出端连接；第一电阻R₀₁和第二电阻R₀₂分别为定值电阻；

应变片S1、应变片S2、第一电阻R₀₁和第二电阻R₀₂构成菱形电桥电路，应变片与定值电阻对应设置。

3.根据权利要求2所述的使用方法，其特征在于，所述顶板（1）为正方形的复合板，顶板（1）的边长为40-100mm，厚度为5-15mm，中间设置有通孔，孔径φ10mm，顶板（1）的制作材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯材料，玻璃纤维的含量35%。

4.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述底板（2）为正方形的复合板，底板（2）的边长为40-100mm，厚度为5-15mm，中间设置有通孔，底板（2）的孔径φ10mm，底板（2）的制作材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯材料，玻璃纤维的含量35%。

5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述立柱（3）为方形横截面四棱柱结构，立柱（3）长度为80-160mm，立柱（3）的横截面为长度为10-40mm的正方形。

6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，所述立柱（3）的制作材料为玻璃纤维增强聚四氟乙烯，玻璃纤维的含量不少于35%；

所述立柱（3）的两端中心位置各设置有一个螺纹盲孔；

所述顶板（1）通过上紧固螺栓（4）与立柱（3）顶部的螺纹盲孔实现可拆卸连接；

所述底板（2）通过下紧固螺栓与立柱（3）底部的螺纹盲孔实现可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4分别为单轴金属应变片，每个应变片仅有一个应变敏感方向。

8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述桥墩在线安全监测传感装置的制作方法包括如下步骤：

基于预设厚度的玻璃纤维增强聚四氟乙烯制作成板材；

使用铣床机加工成预设尺寸的底板和顶板；

采用玻璃纤维增强聚四氟乙烯制作预设边长的四棱柱，然后通过铣床机加工成截面为正方形的立柱；

在立柱前后侧面分别用双组份环氧胶水固定应变片S1和应变片S2；

在立柱左右侧面分别用双组份环氧胶水固定应变片S3和应变片S4；

应变片S1、应变片S2、应变片S3和应变片S4在立柱的同一高度；

将应变片S1和应变片S2接入临边半桥应力应变测量电路中；

将应变片S3和应变片S4接入另一临边半桥应力应变测量电路中；

在应变片表面涂覆固化硅橡胶密树脂，硅橡胶固化后形成硅橡胶密封层，然后在立柱中段均匀缠绕丁基胶带，包裹应变片和硅橡胶，丁基胶的厚度至少为1mm，形成保护层，并固定应变片；

使用胶带固定应变片引线，采用上紧固螺栓和下紧固螺栓对应将顶板和底板分别固定在立柱的两端；

将装置喷涂水泥，并将整个装置封闭在水泥硬壳内，形成水泥封装层。