CN209069241U - 分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，包括：基准液箱，其侧壁靠近顶部位置处设置有液面控制孔，基准液箱内灌装有液体，且与液面控制孔顶缘齐平，基准液箱顶部设有带有阀门的通气管；补液液箱，其内灌装有液体，补液液箱的底面高程不低于基准液箱顶面高程；液面控制管，其一端连接补液液箱的顶部，另一端连接液面控制孔；补液管，其两端分别连接基准液箱底部和补液液箱底部；液体连通管，其一端与基准液箱的下部连通，液体连通管靠近基准液箱的一端设有工作阀门；位移传感器，其与基准液箱通过液体连通管相连接。本实用新型既适用于桥梁分节段施工期间的梁体竖向位移监测，又适用于该类结构竣工后的竖向位移长期监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁结构监测、检测与维护、管理养护领域。更具体地说，本实用新型涉及一种分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置。
背景技术
随着近年来我国经济社会的进步，桥梁建设事业蓬勃发展，已建和在建的大跨度桥梁日益增多，节段施工以其良好的适应性在大跨度连续梁和连续刚构、斜拉桥、悬索桥中得到了大规模应用，为保证该类桥梁结构的运营期安全，均在桥梁完工后安装或计划安装位移监测设备。
对于其施工期安全，目前仍单独采用基于水准尺(全站仪)的人工定期测量方法，存在耗费时间和人力、实时性不强、人为因素对结果影响明显等缺点，且在雨、雾、霾等能见度差的天气难以正常工作。液位连通管式结构竖向位移(挠度)测量设备具有无需通视、布设便捷、低成本和较好的环境适应性等优点，已在桥梁静载试验和长期健康监测中的结构竖向位移(挠度)监测/测量中得到了越来越多地应用。但如何兼顾梁体分节段施工期竖向位移监测和运营期竖向位移长期监测，尚未有有效方法和设备。对于长期监测过程中的基准液位恒定保持方法主要有：(1)在液面附一层硅油、液态石蜡等浮漂措施降低液体蒸发速度；(2)设置自动补水装置，但既有自动补水装置均包含有需外部电力的抽水设备长期工作，既不经济节能也增加了构造设计的复杂程度，尤其是当电力供应、抽水设备性能无法持续满足时，该方法将无法实现液位补偿，在抽水设备启动补水时也将造成基准液面较大的波动，进而导致位移监测传感器读数波动较大引起虚警。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，既适用于桥梁分节段施工期间的梁体竖向位移监测，又适用于该类结构竣工后的竖向位移长期监测。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，包括：
基准液箱，其侧壁靠近顶部位置处设置有液面控制孔，所述基准液箱内灌装有液体，且与液面控制孔顶缘齐平，所述基准液箱顶部设有带有阀门的通气管；
补液液箱，其内灌装有液体，所述补液液箱的底面高程不低于基准液箱顶面高程；
液面控制管，其一端连接补液液箱的顶部，另一端连接液面控制孔；
补液管，其两端分别连接基准液箱底部和补液液箱底部；
液体连通管，其一端与基准液箱的下部连通，所述液体连通管靠近基准液箱的一端设有工作阀门；
位移传感器，其与基准液箱通过液体连通管相连接。
优选的是，液体连通管通过连通管接头接长或缩短，在连通管接头靠近基准液箱的一侧设有连通管接长用阀门；
各个位移传感器端的液体连通管均设有一带阀门的排气管。
优选的是，补液液箱顶部设有一带阀门的液体加注管。
优选的是，补液管靠近基准液箱的一端设有补液阀门。
优选的是，基准液箱内部靠近补液管处固定有挡板。
本实用新型至少包括以下有益效果：采用分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置可以解决桥梁分节段施工期挠度的监测，使现有连通管式竖向位移监测系统可以为桥梁挠度提供更全面的测量、更高的精度、更大范围的有效数据。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置的结构示意图；
图2是模拟蒸发启停对基准液箱液位影响的位移数据图。
1补液液箱，101液体加注管，102液体加注阀门，103液面控制管，104补液管，105补液阀门，2基准液箱，201挡板，202液面控制孔，3液体连通管，301工作阀门，302接长用阀门，303连通管接头，304排气阀门，4位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型提供了分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，包括：
基准液箱2，其侧壁靠近顶部位置处设置有液面控制孔202，所述基准液箱2内灌装有液体，且与液面控制孔202顶缘齐平，所述基准液箱2顶部设有带有阀门的通气管，通气管用于连通基准液位处气体与大气场；
补液液箱1，其内灌装有液体，其灌装的液体与基准液箱2中的液体相同，所述补液液箱1的底面高程不低于基准液箱2顶面高程，以使基准液位稳定在固定高程；
液面控制管103，其一端连接补液液箱1的顶部，另一端连接基准液箱2侧壁靠近顶部位置处的液面控制孔202；
补液管104，其两端分别连接基准液箱2底部和补液液箱1底部；
液体连通管3，其一端与基准液箱2的下部连通，所述液体连通管3靠近基准液箱2的一端设有工作阀门301；
位移传感器4，其与基准液箱2通过液体连通管3相连接。
其工作原理为：
(1)基准液位由于蒸发、渗漏或液体连通管3接长或缩短等造成的下降均将使得补偿液位通过液位控制管与基准液位连通，处于同一气压场，且与当地大气压相同。
(2)补偿液位高程大于基准液位高程，在重力作用下补液液箱1中的液体通过补液管104流入基准液箱2，基准液位高程随之升高。
(3)当基准液位与液位控制管连接基准液箱2的液面控制孔202齐平时，液位控制管与大气场隔绝，补偿过程结束。
在另一种技术方案中，液体连通管3通过连通管接头303接长或缩短，在连通管接头303靠近基准液箱2的一侧设有连通管接长用阀门302；液体连通管3随着施工过程的不同，可接长或缩短。为了适应主梁的分节段施工过程中竖向位移自动监测，液体连通管3分为多段，随着梁体的拼接或拆除，通过连通管接头303实现液体连通管3的拼接接长或拆除缩短。
各个位移传感器4端的液体连通管3均设有一带阀门的排气管。
在另一种技术方案中，补液液箱1顶部设有一带阀门的液体加注管101。
在另一种技术方案中，补液管104靠近基准液箱2的一端设有补液阀门105。
当补偿液位下降到无法实现基准液位补偿时，应为补液液箱1加注与原液体具有相同性能参数的液体。加注方法与过程为：(a)关闭补液阀门105；(b)打开位于补液液箱1顶部的加注液体阀门；(c)由液体加注口加入所需液体；(d)关闭加注液体阀门，再打开补液阀门105。通过补水阀门12的打开和闭合，消除补液液箱1加注液体时对基准液位的影响。
在另一种技术方案中，基准液箱2内部靠近补液管104处固定有挡板201。
为消除基准液位补偿时补液管104中的液体流入基准液箱2时引起的压力波动对液体连通管3的压力影响，进而影响位移传感器4监测结果，基准液箱2靠近补液管104附近设置一挡板201。
以新桥修建为例，期间的液体连通管3为拼接接长。首先将基准液箱2和补液箱一起布设于固定位置(如，墩顶箱梁内等)处，连接好测点1处位移传感器4，关闭接长用阀门302、排气管的阀门和补液阀门105，完成液体灌注后打开补液阀门105，即可实现梁体测点1处的竖向位移实时监测。第二节段主梁施工完成后，通过连通管接头303接长液体连通管3至测点2处，安装位移传感器4后打开测点1处液体连通管3上的接长用阀门302，测点2处的排气管的阀门和接长用阀门302均为关闭状态。随着梁段施工的推进，依次类推接长液体连通管3，实现桥梁分节段施工的梁体竖向位移监测。
各位移传感器4安装时，相对应位置处的接长用阀门302和排气阀门304均为关闭状态。
设置的补液箱主要作用为：(1)用于消除监测过程中基准液位降低(蒸发、渗漏等引起)对监测结果的影响；(2)用于消除液体连通管3接长时基准液位下降对已有测点位移传感器4监测结果的影响。
本发明主要用于桥梁分节段施工的主梁竖向位移监测测量，诸如连续钢构、连续梁等悬浇施工或钢梁节段吊装过程中已有梁段的竖向位移(挠度)等。
该设备在施工期结束后可直接作为长期健康监测系统的竖向位移监测子系统继续发挥作用，为结构安全提供保证的同时节省工程总投资，也使得梁体竖向位移监测具有连续性，更便于桥梁的后期管养维护。
数据采集频率10s/次，补液液箱内液位高程高于基准液箱内液位高程60mm，补液液箱、基准液箱内径均为190mm，液面控制管端部截面内径60mm、高120mm，试验过程中温度变化范围17.6～18.6℃，试验时采用内径4mm硅胶软管结合虹吸原理将基准液箱中液位降低模拟液体蒸发作用。试验过程中的液位降低速度大于实际工程中的液体蒸发引起的液位降低速度，造成基准水箱液面的小幅振荡，通过试验过程中的模拟蒸发启停控制液面降低以对比速度不同对基准水箱液面的影响。结果如图2显示：液体蒸发速度对基准水箱液面影响不超过±0.5mm，且该影响值随着蒸发速度的降低而减小。
模拟蒸发至模拟蒸发停止过程中，液面高程在有蒸发时高程值的基础上缓慢增加后很快保持恒定；当由模拟蒸发停止至模拟蒸发发生过程中，液面高程值在无蒸发时高程值的基础上减小并很快保持稳定，该高程变化值与补水管内径有关，内径越大补偿越及时，该高程值变化越迅速且幅值越小。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (5)
1.分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，其特征在于，包括：
基准液箱，其侧壁靠近顶部位置处设置有液面控制孔，所述基准液箱内灌装有液体，且与液面控制孔顶缘齐平，所述基准液箱顶部设有带有阀门的通气管；
补液液箱，其内灌装有液体，所述补液液箱的底面高程不低于基准液箱顶面高程；
液面控制管，其一端连接补液液箱的顶部，另一端连接液面控制孔；
补液管，其两端分别连接基准液箱底部和补液液箱底部；
液体连通管，其一端与基准液箱的下部连通，所述液体连通管靠近基准液箱的一端设有工作阀门；
位移传感器，其与基准液箱通过液体连通管相连接。
2.如权利要求1所述的分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，其特征在于，液体连通管通过连通管接头接长或缩短，在连通管接头靠近基准液箱的一侧设有连通管接长用阀门；
各个位移传感器端的液体连通管均设有一带阀门的排气管。
3.如权利要求1所述的分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，其特征在于，补液液箱顶部设有一带阀门的液体加注管。
4.如权利要求1所述的分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，其特征在于，补液管靠近基准液箱的一端设有补液阀门。
5.如权利要求1所述的分节段施工桥梁的梁体竖向位移监测装置，其特征在于，基准液箱内部靠近补液管处固定有挡板。
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