CN202885774U - 一种桥梁预拱度的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种桥梁预拱度的测量装置，包括数据采集设备、数据传输设备和数据控制存储设备，桥梁预制梁表面具有多个数据采集点，数据采集设备包括设置在数据采集点的多个位移传感器，位移传感器与数据采集点一一对应，数据采集设备响应数据控制存储设备的控制信号、以预定采样间隔来测量该桥梁预制梁在数据采集点处的竖直方向的位移变化值，通过数据传输模块将该位移变化值传输至数据控制存储设备，数据控制存储设备的控制信号通过数据传输设备传输至数据采集设备。本实用新型的桥梁预拱度的测量装置，能够测量并记录桥梁预拱度，并能够实现多点同时测量，保证了桥梁预拱度的准确性。

Description

一种桥梁预拱度的测量装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁预拱度的测量领域，特别涉及一种桥梁预拱度的测量装置。

背景技术

桥梁在公路运输、铁路运输中都扮演极其重要的角色，保证桥梁的安全性也是其重要课题之一，在桥梁的设计、施工、运营、养护等环节中，任何细微的疏忽都可能导致巨大的人员伤亡和经济损失。设计一座钢筋混凝土梁桥或预应力混凝土梁桥，除了要对主梁进行强度计算或应力验算，以确定结构具有足够的强度安全储备外，还要计算梁的变形(通常指竖向挠度)，以确保结构具有足够的刚度。因为桥梁如发生过度的变形，不但会导致高速行车困难，加大车辆的冲击作用，引起桥梁的剧烈振动和使行人不适，还会使桥面铺装层和结构的辅助设备遭到损坏，严重者甚至危及桥梁的安全。对自重相对于活载较小的预应力混凝土受弯构件，应考虑预加应力反拱值过大可能造成的不利影响，采取反预拱或设计和施工上的其他措施，避免桥面隆起直至开裂破坏。因此桥梁预拱度是体现桥梁安全性和规范性重要的指标。桥梁预拱度数据采集的准确性，不仅反映了桥梁的设计和施工质量的优劣，也反映了桥梁的安全性，对减少桥梁质量安全事故有重要意义。

目前，对桥梁预拱度的测量方法主要采用人工使用百分表或千分表的机械式位移计法。这种机械位移计测量方法，数据的采集时间长、数据采集不连续、对多个测点无法进行同步采集。且正因为这种测量方法的数据采集的不连续性及不同步性，造成测量出的桥梁的预拱度与实际桥梁的预拱度偏差较大，导致桥梁的预制梁预应力过大或过小，影响桥梁的安全。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种桥梁预拱度的测量装置，能够测量并记录桥梁预拱度，并能够实现多点同时测量，保证了桥梁预拱度的准确性。

本实用新型提供的一种桥梁预拱度的测量装置，用于测量桥梁预制梁的预拱度，包括数据采集设备、数据传输设备和数据控制存储设备，

所述桥梁预制梁表面具有多个数据采集点，

该数据采集设备包括设置在数据采集点的多个位移传感器，所述位移传感器与所述数据采集点一一对应，该多个位移传感器通过传感器支架装设于桥梁预制梁的表面，

数据控制存储设备的控制信号通过数据传输设备传输至数据采集设备，数据采集设备响应数据控制存储设备的控制信号、以预定采样间隔来测量该桥梁预制梁在数据采集点处的竖直方向的位移变化值，通过数据传输设备将该位移变化值传输至所述数据控制存储设备。

优选地，所述数据采集点的数量为2n+1个，n为正整数，其中一个数据采集点位于所述桥梁预制梁的中点处。

优选地，所述数据采集点的数量的3个或5个。

优选地，所述多个数据采集点等距离间隔地设置于桥梁预制梁的表面。

优选地，所述数据传输设备包括无线传感器节点和无线传感器网关，位移传感器采集的位移变化值通过无线传感器节点传输至无线传感器网关，无线传感器网关将该位移变化值传输至数据控制存储设备。

优选地，所述位移传感器为电阻位移计。

优选地，该数据控制存储设备进一步包括数据处理设备和显示设备，

所述数据处理设备根据位移传感器测量的位移变化值计算该桥梁预制梁的预拱度值，并通过显示设备显示该预拱度值。

在本实用新型中，通过在桥梁预制梁的数据采集点设置采集反应桥梁预拱度的位移变化值，能够克服现有的人工测量时数据的采集时间长、数据采集不连续、对多个测点无法进行同步采集、数据误差较大的缺点，具有测量方法简易、实施方便、测量精度高等特点，大大节省了测量桥梁预制梁预拱度的人力物力。

另外，由于使用传感器对桥梁预制梁的预拱度进行测量，可通过改变采样间隔来实时监测桥梁的预拱度，能够在预制梁达到预设预拱度时进行施工，能够保证实际施工数据与设计数据的一致性，从而提高施工质量，保证桥梁的安全使用。

附图说明

图1为本实用新型的桥梁预拱度的测量装置的系统框图；

图2为本实用新型的桥梁预拱度的测量装置的安装示意图；

图3为本实用新型中桥梁预制梁的数据采集点位置的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

在本实用新型中，通过在桥梁预制梁的数据采集点设置采集反应桥梁预拱度的位移变化值，来实现实时测量桥梁预拱度的目的。并通过设置无线传感器节点和无线传感器网关来实现测量数据的无线传输，克服了传统有线测量桥梁预拱度的不足，具有测量方法简易、实施方便、测量精度高等特点，大大节省了测量桥梁预制梁预拱度的人力物力。

图1为本实用新型的桥梁预拱度的测量装置的系统框图。图2为本实用新型的桥梁预拱度的测量装置的安装示意图。如图1和图2所示，本实用新型的桥梁预拱度的测量装置包括数据采集设备101、数据传输设备102和数据控制存储设备103。本实用新型的桥梁预拱度的测量装置用于测量桥梁预制梁201的预拱度，该桥梁预制梁201的表面设有多个数据采集点。数据采集设备101包括多个设置在数据采集点处的位移传感器104，位移传感器104与数据采集点一一对应，即一个数据采集点处设置一个位移传感器104。位移传感器104通过传感器支架202装设于桥梁预制梁201的表面。

如图1所示，数据控制存储设备103的控制信号通过数据传输设备102传输至数据采集设备101，数据采集设备101通过响应该控制信号，以预定采样间隔来测量桥梁预制梁201的位于数据采集点处的沿竖直方向的位移变化值，并通过数据传输设备102将该位移变化值传输至数据控制存储设备103，由数据控制存储设备103存储、处理和/或显示。

其中，采样间隔由数据控制存储设备103来设定，并控制数据采集设备101以该采样间隔来测量桥梁预制梁201的位移变化值。通过桥梁预制梁201的多个不同的数据采集点处的位移变化值，能够得出该桥梁预制梁201的预拱度值。通过桥梁预制梁上各点的位移变化值来计算预拱度值是本领域技术人员所公知的知识，在此不再赘述。

由上可见，通过采用多个位移传感器来采集桥梁预制梁各处的位移变化值，代替了人工采集数据的方式，能够实现多点同时测量，且测量精度高。另外，由于设置了数据控制存储设备，其通过控制数据采集设备以预定的采样间隔来测量位移变化值，能够实现对桥梁预制梁的预拱度的实时监测和控制，能够有效地掌握桥梁预制梁的预加应力时间，保证桥梁预制梁的实际施工参数与设计参数的一致性，进而提高施工质量。

图3为本实用新型中桥梁预制梁的数据采集点位置的示意图。如图3所示，数据采集点301的数量为2n+1个，其中n为正整数。且桥梁预制梁201的中点处必须具有一个数据采集点301。优选地，数据采集点301的数量为3个或5个。且该数据采集点301为等距离间隔地设置于桥梁预制梁201的表面，数据采集点301的数量为2n+1个，两个相邻数据采集点301之间的间隔为预制梁长度的1/(n+1)。

进一步地，如图1和图2所示，数据传输设备102进一步包括无线传感器节点105和无线传感器网关106，位移传感器104采集的位移变化值通过无线传感器节点105传输至无线传感器网关106，无线传感器网关106将该位移变化值传输至数据控制存储设备103。无线传感器节点105通过无线网络与无线传感器网关106相连实现数据的传输，无线传感器网关106通过数据线等连接传输设备将数据传输至数据控制存储设备103。数据控制存储设备103可进一步包括数据处理设备107和显示设备108，数据处理设备107可根据位移传感器104测量的位移变化值计算该桥梁预制梁的预拱度值，并通过显示设备108显示该预拱度值。如图2所示，数据控制存储设备103可实现为电脑203这种集成了控制、存储、数据处理、显示等功能的设备。

优选地，位移传感器104为电阻位移计。

本实用新型的桥梁预拱度的测量装置用于检测桥梁预制梁的预拱度，其具体的实施方式如下：

步骤1、测量准备

步骤1.1、检查及测试传感器支架202、电阻位移计104、无线传感器节点105、无线传感器网关106、电脑203满足正常使用及测量要求。

步骤1.2、检查待测未放张预制梁201及确定数据采集点的布设。在未放张预制梁的主要控制部位布设待数据采集点。以数据采集点的数量为3个为例，数据采集点应选取未放张预制梁中心1/2截面、1/4截面处共3点。

步骤2、测量设备布设及调试

步骤2.1、用砂纸打磨待测未放张预制梁201的3个数据采集点，保证数据采集点的平整度，尽可能减少由于数据采集点的平整度导致电阻位移计104所产生的误差。

步骤2.2、将传感器支架202放置在地平204，利用传感器支架202将电阻位移计104固定，调整传感器支架104的角度，使电阻位移计104接触数据采集点并调零且垂直于数据采集点的平面。

步骤2.3、将电阻位移计104与无线传感器节点105，按照无线传感器节点105设备的要求采用半桥或全桥方式相连。

步骤2.4、将无线传感器网关106和预装软件的电脑203按照设备要求通过USB或其他方式相连。

步骤2.5、打开无线传感器节点105和预装软件的电脑203。

步骤2.6、调试整个系统达到待测状态。

步骤3、数据采集

步骤3.1、预制梁201放张所有力筋后，整个系统进入测量状态。

步骤3.2、通过对电脑203的预装软件操作，对无线传感器节点105发出指令，令电阻位移计104监测到的放张后预制梁201在3个数据采集点测得的测点竖直方向上的位移变化值，实时传输至电脑203内进行储存，并计算得到预制梁201的预拱度。从而实现对预制梁预拱度的无线实时监测。

在本实用新型中，通过在桥梁预制梁的数据采集点设置采集反应桥梁预拱度的位移变化值，能够克服现有的人工测量时数据的采集时间长、数据采集不连续、对多个测点无法进行同步采集、数据误差较大的缺点，具有测量方法简易、实施方便、测量精度高等特点，大大节省了测量桥梁预制梁预拱度的人力物力。

另外，由于使用传感器对桥梁预制梁的预拱度进行测量，可通过改变采样间隔来实时监测桥梁的预拱度，能够在预制梁达到预设预拱度时进行施工，能够保证实际施工数据与设计数据的一致性，从而提高施工质量，保证桥梁的安全使用。

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

Claims (7)

1.一种桥梁预拱度的测量装置，用于测量桥梁预制梁的预拱度，其特征在于，包括数据采集设备、数据传输设备和数据控制存储设备，

所述桥梁预制梁表面具有多个数据采集点，

该数据采集设备包括设置在数据采集点的多个位移传感器，所述位移传感器与所述数据采集点一一对应，该多个位移传感器通过传感器支架装设于桥梁预制梁的表面，

数据控制存储设备的控制信号通过数据传输设备传输至数据采集设备，数据采集设备响应数据控制存储设备的控制信号、以预定采样间隔来测量该桥梁预制梁在数据采集点处的竖直方向的位移变化值，通过数据传输设备将该位移变化值传输至所述数据控制存储设备。

2.根据权利要求1所述的桥梁预拱度的测量装置，其特征在于，所述数据采集点的数量为2n+1个，n为正整数，其中一个数据采集点位于所述桥梁预制梁的中点处。

3.根据权利要求2所述的桥梁预拱度的测量装置，其特征在于，所述数据采集点的数量的3个或5个。

4.根据权利要求1或2所述的桥梁预拱度的测量装置，其特征在于，所述多个数据采集点等距离间隔地设置于桥梁预制梁的表面。

5.根据权利要求4所述的桥梁预拱度的测量装置，其特征在于，所述数据传输设备包括无线传感器节点和无线传感器网关，位移传感器采集的位移变化值通过无线传感器节点传输至无线传感器网关，无线传感器网关将该位移变化值传输至数据控制存储设备。

6.根据权利要求5所述的桥梁预拱度的测量装置，其特征在于，所述位移传感器为电阻位移计。

7.根据权利要求5所述的桥梁预拱度的测量装置，其特征在于，该数据控制存储设备进一步包括数据处理设备和显示设备，

所述数据处理设备根据位移传感器测量的位移变化值计算该桥梁预制梁的预拱度值，并通过显示设备显示该预拱度值。

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