CN203965074U - 一种系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统，属于建筑工程技术领域。本应力监测系统包括设置在钢筋混凝土系杆两端的振弦式钢筋计，振弦式钢筋计包括电缆、连接杆、钢套以及设于钢套内的热敏电阻、电磁线圈、可监测钢筋应力变化的感应部件，电缆与检测仪相连接，检测仪包括可读取电缆传输过来的频率模数及温度值并记录测量时间的数据采集模块以及将数据以无线方式发送出去的无线发送模块，本应力监测系统还包括设置在监测站里的计算机以及与计算机相连的无线接收模块。本系统能实现自动定时监测，自动存储数据及数据处理，并能实现远距离监控和管理。

Description

一种系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统

技术领域

本实用新型属于建筑工程技术领域，涉及一种系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统。

背景技术

系杆拱桥作为拱桥家族中的一员，具有拱桥的一般特征，又有自身的独有特点。它是一种集拱与梁的优点于一身的桥型，它将拱与梁两种基本结构形式组合在一起，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，拱端的水平推力用拉杆承受，使拱端支座不产生水平推力。拱与弦间用两端铰接的竖直杆联结而成。亦可用斜杆来代替直杆成为尼尔森体系。这种拱桥内部为超静定体系，外部则为静定，因此对墩台不均匀沉降无影响。从结构上主要可以分为有推力和无推力两种组合体系。

最近几年，在我国有较大的发展，尤以江浙一带较为突出。拱桥多建在基础较好的山区，平原地区修建拱桥基础处理比较麻烦，据调查资料，平原地区修建的拱桥几乎都出现了类似桥台位移，拱顶下降，拱肋开裂问题。系杆拱桥通过在系梁内施加预应力，抵消拱肋推力，使桥墩(台)无需承受推力，可以象连续梁一般修建桥墩(台)，完美地解决了平原地区拱桥出现的问题。系杆拱除在美观上胜于普通梁桥外，造价上也有较大优势。系杆拱主梁建筑高度可在跨径的1/50左右，满足通航要求前提下，可最大限度降低桥面标高，缩短引桥长度，节省工程造价。已修建的桥梁中，主跨50m的系杆拱建筑高度只有80cm，同简支梁相比可减少建筑高度1.8m左右，同连续梁相比可减少1.0m左右，其经济优势是不言而喻的。根据桥面宽度不同，拱肋可布单片、双片、三片甚至四片。施工可分为先拱后梁和先梁后拱两种方法。

桥台位移、拱顶下降、拱肋开裂等问题由诸多因素引起，往往是跟拱桥本身设计及地理位置有关。目前在建造前期无法通过简单计算预知，但在拱桥出现问题后为时已晚，而补救措施耗资大，效果差。系杆拱桥中承受拱端水平推力的拉杆称为系杆，它使拱端支座不产生水平推力，成为无推力拱，按照系杆与拱肋刚度的比较，可分为刚性系杆和柔性系杆，刚性系杆既受拉力也受压力，柔性系杆只受拉。桥台位移、拱顶下降、拱肋开裂等问题也会在系杆所受应力的变化中反应出来。因此，可以通过对系杆应力变化的监测来提前发现问题，及时对拱桥进行修复及加固工作，防患于未然，提高拱桥寿命。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能实现远距离监控和管理的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统，钢筋混凝土系杆一端与拱肋相连，一端与桥梁相连；所述钢筋混凝土系杆的横截面呈长方形，包括混凝土和若干包覆于混凝土内的钢筋，其特征在于，本应力监测系统包括设置在钢筋混凝土系杆两端的振弦式钢筋计，振弦式钢筋计包括电缆、连接杆、钢套以及设于钢套内的热敏电阻、电磁线圈、可监测钢筋应力变化的感应部件，所述连接杆一端嵌入钢套内且与感应部件相抵靠，连接杆另一端与钢筋焊接固连，所述钢套具有与钢筋焊接固连的连接部，所述电缆与能激拨感应部件的振弦并测量其振动频率的电磁线圈相连，所述热敏电阻也与电缆相连，所述电缆穿过混凝土并伸出钢筋混凝土系杆外侧，所述钢筋混凝土系杆外侧固定有检测仪，所述电缆与检测仪相连接，所述检测仪包括可读取电缆传输过来的频率模数及温度值并记录测量时间的数据采集模块以及将数据以无线方式发送出去的无线发送模块，本应力监测系统还包括设置在监测站里的计算机以及与计算机相连的无线接收模块。

振弦式钢筋计用于监测岩土工程混凝土建筑物的应力，适用于长期埋设在水工建筑物或其他建筑物内部，测量结构物内部的钢筋应力。振弦式钢筋计主要由振弦式感应部件、热敏电阻、钢套、连接杆、电缆等组成，振弦式钢筋计与所要测量的钢筋采用焊接连接。振弦式钢筋计安装于钢筋上，钢筋受力产生的变形将引起焊接于钢筋上的仪器内钢弦变形，使钢弦发生应力变化，从而改变钢弦的振动频率。同时由振弦式钢筋计中的热敏电阻可同步测出埋设点的温度值。测量时利用电磁线圈激拨钢弦并量测其振动频率，频率信号经电缆传输至检测仪，检测仪通过无线方式发送到监测站的计算机上。本系统能实现自动定时监测，自动存储数据及数据处理，并能实现远距离监控和管理。

在上述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统中，所述连接杆与钢筋的焊接处、连接部与钢筋的焊接处均外套有圆筒状的套筒。套筒为钢材，保护焊接处以便与混凝土脱开。

在上述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统中，所述的连接杆呈圆柱状且与钢筋的直径相同。

在上述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统中，所述钢套的连接部呈圆柱状且与钢筋的直径相同。

在上述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统中，所述振弦式钢筋计的感应部件为振弦式应变计。振弦式应变计是一种用振弦来进行测量的应变传感器，其最大的优点是传感器结构简单，工作可靠，输出信号为标准的频率信号，所有非常方便计算机处理或代手段的电路调理。

在上述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统中，所述电缆为四芯屏蔽电缆。电缆布置时不得与交流电缆一同敷设，电缆走线应尽量避免受到移动设备、尖锐材料等的伤害。埋入混凝土中的电缆应详细记录埋设部位，保证钻孔等其他作业时避开缆线。

与现有技术相比，本系统可实时监测系杆拱桥的钢筋混凝土系杆内的应力变化，能实现自动定时监测，自动存储数据及数据处理，并能实现远距离监控和管理。

附图说明

图1是振弦式钢筋计在系杆拱桥中的位置结构示意图。

图2是钢筋混凝土系杆的剖视图。

图3是振弦式钢筋计的结构示意图。

图中，1、钢筋混凝土系杆；2、拱肋；3、桥梁；4、钢筋；5、混凝土；6、振弦式钢筋计；61、电缆；62、连接杆；63、钢套；64、热敏电阻；65、电磁线圈；66、感应部件；67、连接部；68、套筒；7、检测仪；8、数据采集模块；9、无线发送模块。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1图所示，钢筋混凝土系杆1一端与拱肋2相连，一端与桥梁3相连。如图2所示，钢筋混凝土系杆1的横截面呈长方形，包括混凝土5和若干包覆于混凝土5内的钢筋4，钢筋混凝土系杆1两端设置有振弦式钢筋计6，振弦式钢筋计6的电缆61穿过混凝土5并伸出钢筋混凝土系杆1外侧，钢筋混凝土系杆1外侧固定有检测仪7，电缆61与检测仪7相连接，检测仪7包括可读取电缆61传输过来的频率模数及温度值并记录测量时间的数据采集模块8以及将数据以无线方式发送出去的无线发送模块9，本应力监测系统还包括设置在监测站里的计算机以及与计算机相连的无线接收模块。

如图3所示，振弦式钢筋计6包括电缆61、连接杆62、钢套63以及设于钢套63内的热敏电阻64、电磁线圈65、可监测钢筋4应力变化的感应部件66，连接杆62一端嵌入钢套63内且与感应部件66相抵靠，连接杆62另一端与钢筋4焊接固连。钢套63具有与钢筋4焊接固连的连接部67，电缆61与能激拨感应部件66的振弦并测其振动频率的电磁线圈65相连，热敏电阻64也与电缆61相连。感应部件66为振弦式应变计，电缆61为四芯屏蔽电缆。连接杆62呈圆柱状且与钢筋4的直径相同，钢套63的连接部67呈圆柱状且与钢筋4的直径相同。连接杆62与钢筋4的焊接处、连接部67与钢筋4的焊接处均外套有圆筒状的套筒68。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统，钢筋混凝土系杆一端与拱肋相连，一端与桥梁相连；所述钢筋混凝土系杆的横截面呈长方形，包括混凝土和若干包覆于混凝土内的钢筋，其特征在于，本应力监测系统包括设置在钢筋混凝土系杆两端的振弦式钢筋计，振弦式钢筋计包括电缆、连接杆、钢套以及设于钢套内的热敏电阻、电磁线圈、可监测钢筋应力变化的感应部件，所述连接杆一端嵌入钢套内且与感应部件相抵靠，连接杆另一端与钢筋焊接固连，所述钢套具有与钢筋焊接固连的连接部，所述电缆与能激拨感应部件的振弦并测量其振动频率的电磁线圈相连，所述热敏电阻也与电缆相连，所述电缆穿过混凝土并伸出钢筋混凝土系杆外侧，所述钢筋混凝土系杆外侧固定有检测仪，所述电缆与检测仪相连接，所述检测仪包括可读取电缆传输过来的频率模数及温度值并记录测量时间的数据采集模块以及将数据以无线方式发送出去的无线发送模块，本应力监测系统还包括设置在监测站里的计算机以及与计算机相连的无线接收模块。 

2.根据权利要求1所述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统，其特征在于所述连接杆与钢筋的焊接处、连接部与钢筋的焊接处均外套有圆筒状的套筒。 

3.根据权利要求2所述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统，其特征在于所述的连接杆呈圆柱状且与钢筋的直径相同。 

4.根据权利要求3所述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统，其特征在于所述钢套的连接部呈圆柱状且与钢筋的直径相同。 

5.根据权利要求1或2或3或4所述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统，其特征在于所述振弦式钢筋计的感应部件为振弦式应变计。 

6.根据权利要求5所述的系杆拱桥中钢筋混凝土系杆的应力监测系统，其特征在于所述电缆为四芯屏蔽电缆。