CN211783288U - 一种基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置。基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置包括：测试端、数据分析仪和至少一个信息接收端，所述测试端包括第一位移计、第二位移计和倾角仪，所述第一位移计和所述第二位移计沿桥梁的宽度方向对称的设置在桥墩的顶面上，所述第一位移计和所述第二位移计分别用于侦测所述桥梁的主梁相对所述桥墩的对应侦测位置的位移变化值，所述倾角仪设置于所述主梁的底面的中部且朝向所述桥墩设置。本实用新型提供的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置具有能够实时获得桥梁整体的变形状态、能够为桥梁倾覆作出预警的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及独柱墩桥监测技术领域，尤其涉及一种基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置。
背景技术
近年来，我国陆续出现了多次重大桥梁事故。这些发生的事故与很多因素有关，但是缺乏有效的监测措施和必要的维修、养护措施是重要的原因之一。这些触目惊心的事故使得人们对现代桥梁的质量和寿命也逐渐关注起来。对桥梁结构进行质量检测和健康监测，已成为国内外学术界、工程界研究的热点。
因独柱墩形式的桥梁桥下空间开阔、结构简洁、经济性好的优点，在城市桥梁中广泛采用；近些年来，由于车辆轴重的增加，车辆超载现象不断出现，因超重车辆的偏载导致的桥梁倾覆事件也时有发生；当前对于独柱墩桥抗倾覆的装置比较多，然而每一座独柱墩桥都设置抗倾覆装置也意味着成本的增加，也反映出缺少对此类桥梁的防倾覆监测和预警。
因此，有必要提供一种基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种能够实时获得桥梁整体的变形状态、能够为桥梁倾覆作出预警的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，包括测试端、数据分析仪和至少一个信息接收端，所述测试端包括第一位移计、第二位移计和倾角仪，所述第一位移计和所述第二位移计沿桥梁的宽度方向对称的设置在桥墩的顶面上，所述第一位移计和所述第二位移计分别用于侦测所述桥梁的主梁相对所述桥墩的对应侦测位置的位移变化值，所述倾角仪设置于所述主梁的底面的中部且朝向所述桥墩设置，用于侦测所述主梁相对水平面的倾斜角度；所述数据分析仪设置在所述桥墩的顶部，所述数据分析仪与所述第一位移计、所述第二位移计以及所述倾角仪电连接，用于接收和分析所述第一位移计、所述第二位移计以及所述倾角仪发送的侦测数据；所述信息接收端与所述数据分析仪通信连接，用于接收所述数据分析仪发送的数据分析结果和/或预警信号。
优选的，所述数据分析仪包括数据采集器、A/D转换器、数据存取器、微处理器和信号发射器，所述数据采集器与所述A/D转换器电连接，所述微处理器分别与所述A/D转换器、所述信号发射器和所述数据存取器电连接，所述数据分析仪还包括显示器和操作面板，所述显示器、所述操作面板分别与所述微处理器电连接。
优选的，所述信息接收端的数量为三个，三个所述信息接收端分别设置在LED警示牌、交通管理站以及养护站上，所述LED警示牌、所述交通管理站和所述养护站内均设置有用于与所述信号发射器通信连接的信号接收器。
优选的，所述倾角仪的底部设置有粘结层，用于将所述倾角仪固定在所述主梁的底面上；所述粘结层采用环氧树脂材质且厚度为5-20mm。
优选的，所述第一位移计和第二位移计均采用电阻应变式位移计，所述第一位移计的顶部和所述第二位移计的顶部均与所述主梁的底部相接触，所述第一位移计的底部和所述第二位移计的底部均与所述桥墩的顶部相接触。
优选的，所述桥墩的顶部固定安装有两个预制固定板，两个所述预制固定板沿桥梁的宽度方向对称的设置在桥墩的顶面上，所述预制固定板的顶部固定安装有安装板，两个所述安装板相互远离的一侧均固定安装有连接板，所述第一位移计与其中一个所述连接板相接触，所述第二位移计与另一个所述连接板相接触。
优选的，所述第一位移计和所述第二位移计相互远离的一侧均设有弧形夹片，其中一个所述弧形夹片与所述第一位移计相接触，另一个所述弧形夹片与所述第二位移计相接触，两个所述连接板相互远离的一侧均对称固定安装有四个呈矩形分布的定位螺杆，所述定位螺杆上设有螺母，所述弧形夹片通过四个螺母与四个相对应的所述定位螺杆相连接。
优选的，所述弧形夹片上对称开设有两个定位孔，所述定位螺杆贯穿相对应的定位孔。
优选的，所述预制固定板上设有多个呈矩形分布的固定螺栓，所述预制固定板通过多个所述固定螺栓与所述桥墩固定连接。
与相关技术相比较，本实用新型提供的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置具有如下有益效果：
本实用新型提供一种基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，数据分析仪与信息接收端之间通过无线信号连接，使得此装置可以远程发送和接收预警信号，便于管理部门了解桥梁状态信息；该装置可以对实测数据进行处理并将其与数据存取器的预设数据进行比较，分析实测数据所处在的范围区间，并且发送不同预警信号；LED警示牌接收预警信号可以显示警告信息，对过往车辆进行提醒，如“请勿同车道行驶”；临近的交通管理站接受预警信号后可以对车辆进行疏导；同时也便于养护站了解桥梁的使用状况；粘结层采用环氧树脂材质且厚度为10mm，可以对主梁底面进行找平，同时将倾角仪粘结在主梁底面；第一位移计、第二位移计采用电阻应变式位移计，电阻应变式位移计型号为XHZ-1510，因此装置可以实时获得桥梁整体的变形状态，防止局部变形产生错误的预警信号。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置第一实施例的结构框图；
图2为图1所示的测试端在桥墩和主梁上的安装立体结构示意图；
图3为图2所示的侧视结构示意图；
图4为本实用新型提供的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置第二实施例的示意图；
图5为图4所示的A部分的放大示意图；
图6为图5所示的俯视结构示意图。
图中标号：1、测试端，2、数据分析仪，3、信息接收端，4、主梁，5、第一位移计，6、第二位移计，7、倾角仪，8、桥墩，9、粘结层，10、预制固定板，11、安装板，12、连接板，13、弧形夹片，14、定位螺杆，15、螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
第一实施例：
请结合参阅图1-3，在本实用新型的第一实施例中，基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置包括测试端1、数据分析仪2和至少一个信息接收端3，所述测试端1包括第一位移计5、第二位移计6和倾角仪7，所述第一位移计5和所述第二位移计6沿桥梁的宽度方向对称的设置在桥墩8的顶面上，所述第一位移计5和所述第二位移计6分别用于侦测所述桥梁的主梁4相对所述桥墩8的对应侦测位置的位移变化值，所述倾角仪7设置于所述主梁4的底面的中部且朝向所述桥墩8设置，用于侦测所述主梁4相对水平面的倾斜角度；所述数据分析仪2设置在所述桥墩8的顶部，所述数据分析仪2与所述第一位移计5、所述第二位移计6以及所述倾角仪7电连接，用于接收和分析所述第一位移计5、所述第二位移计6以及所述倾角仪7发送的侦测数据；所述信息接收端3与所述数据分析仪2通信连接，用于接收所述数据分析仪2发送的数据分析结果和/或预警信号。
所述数据分析仪2包括数据采集器、A/D转换器、数据存取器、微处理器和信号发射器，所述数据采集器与所述A/D转换器电连接，所述微处理器分别与所述A/D转换器、所述信号发射器和所述数据存取器电连接，所述数据分析仪2还包括显示器和操作面板，所述显示器、所述操作面板分别与所述微处理器电连接。
所述信息接收端3的数量为三个，三个所述信息接收端3分别设置在LED警示牌、交通管理站以及养护站上，所述LED警示牌、所述交通管理站和所述养护站内均设置有用于与所述信号发射器通信连接的信号接收器。
所述倾角仪7的底部设置有粘结层9，用于将所述倾角仪7固定在所述主梁4的底面上；所述粘结层9采用环氧树脂材质且厚度为5-20mm。
所述第一位移计5和第二位移计6均采用电阻应变式位移计，所述第一位移计5的顶部和所述第二位移计6的顶部均与所述主梁4的底部相接触，所述第一位移计5的底部和所述第二位移计6的底部均与所述桥墩8的顶部相接触，所述电阻应变式位移计型号为XHZ-1510。
本实用新型提供的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置的工作原理如下：
首先，通过桥梁有限元软件计算出桥梁在发生倾覆时传感器设置位置处的临界位移Δ和转角θ，考虑安全系数后得到容许的位移[Δ]([Δ]＜Δ)及转角[θ]([θ]<θ)，并将位移和转角分别划分为[Δ1]和[θ1]、[Δ2]和[θ2]两个等级([Δ1]≤[Δ2]，[θ1]≤[θ2])，之后将该部分数据保存至数据存取器中；当多辆重型车辆行驶在外侧车道时，桥梁由于受偏载的影响会产生横向的挠曲变形和偏转，当偏载过大时，独柱墩桥可能产生主梁倾覆的风险，为了防止意外的发生，第一位移计5、第二位移计6、倾角仪7会分别测得位移值为Δ1、Δ2、θ1，此时会有两种预警方案：
方案一：当[θ1]≤θ1≤[θ2]，[Δ1]≤Δ1≤[Δ2]和[Δ1]≤Δ2≤[Δ2]两个参数至少有一个位于范围之内时，此时数据分析仪2会发送信号给LED警示牌，LED警示牌接收预警信号可以显示警告信息，“请勿同车道行驶”，促使重型车辆司机自我调整车辆位置。
方案二：当[θ2]≤θ1，[Δ2]≤Δ1和[Δ2]≤Δ2两个参数至少有一个位于范围之内时，数据分析仪2在发送信号给LED警示牌的同时，也会发送信号给临近的交通管理站和养护站，交通管理人员可以过往车辆进行疏导，同时养护站工作人员对桥梁的使用状况进行诊断，提出合理的解决方案防止桥梁产生倾覆。
与相关技术相比较，本实用新型提供的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置及独柱墩桥梁具有如下有益效果：
本实用新型提供一种基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，数据分析仪2与信息接收端3之间通过无线信号连接，使得此装置可以远程发送和接收预警信号，便于管理部门了解桥梁状态信息；该装置可以对实测数据进行处理并将其与数据存取器的预设数据进行比较，分析实测数据所处在的范围区间，并且发送不同预警信号；LED警示牌接收预警信号可以显示警告信息，对过往车辆进行提醒，如“请勿同车道行驶”；临近的交通管理站接受预警信号后可以对车辆进行疏导；同时也便于养护站了解桥梁的使用状况；粘结层9采用环氧树脂材质且厚度为10mm，可以对主梁4底面进行找平，同时将倾角仪7粘结在主梁底面；第一位移计5、第二位移计6采用电阻应变式位移计，电阻应变式位移计型号为XHZ-1510，因此装置可以实时获得桥梁整体的变形状态，防止局部变形产生错误的预警信号。
第二实施例：
基于本申请的第一实施例提供的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，本申请的第二实施例提出另一种基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置。第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
下面结合附图和实施方式对本实用新型的第二实施例作进一步说明。
请结合参阅图4-6，基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置还包括固定安装在所述桥墩8顶部的两个预制固定板10，两个所述预制固定板10沿桥梁的宽度方向对称的设置在桥墩8的顶面上，所述预制固定板10的顶部固定安装有安装板11，两个所述安装板11相互远离的一侧均固定安装有连接板12，所述第一位移计5与其中一个所述连接板12相接触，所述第二位移计6与另一个所述连接板12相接触。
所述第一位移计5和所述第二位移计6相互远离的一侧均设有弧形夹片13，其中一个所述弧形夹片13与所述第一位移计5相接触，另一个所述弧形夹片13与所述第二位移计6相接触，两个所述连接板12相互远离的一侧均对称固定安装有四个呈矩形分布的定位螺杆14，所述定位螺杆14上设有螺母15，所述弧形夹片13通过四个螺母15与四个相对应的所述定位螺杆14相连接。
所述弧形夹片13上对称开设有两个定位孔，所述定位螺杆14贯穿相对应的定位孔。
所述预制固定板10上设有多个呈矩形分布的固定螺栓，所述预制固定板10通过多个所述固定螺栓与所述桥墩8固定连接。
本实用新型还提供一种具有防倾覆预警功能的独柱墩桥梁，所述桥梁包括主梁以及设置在所述主梁下方的多个桥墩，包括所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，所述基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置设置在所述主梁与所述桥墩之间，所述桥墩的顶部开设有两个预制槽，所述预制固定板位于所述预制槽内。
当第一位移计5或第二位移计6进行安装时，首先将第一位移计5或第二位移计6与连接板12相接触，并使第一位移计5或第二位移计6的底部与桥墩8的顶部相接触，使第一位移计5或第二位移计6的顶部与主梁4的底部相接触，然后将弧形夹片13安装在相对应的定位螺杆14上，然后将螺母15旋紧，直至弧形夹片13和连接板12均与第一位移计5或第二位移计6紧密接触，此时就完成了对第一位移计5或第二位移计6的固定工作，当第一位移计5或第二位移计6损坏时，只需逆向操作以上动作就可快速的将第一位移计5或第二位移计6进行拆卸，从而方便了第一位移计5或第二位移计6的拆装工作，从而方便了对第一位移计5或第二位移计6的维修和更换。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，包括测试端、数据分析仪和至少一个信息接收端，其特征在于：所述测试端包括第一位移计、第二位移计和倾角仪，所述第一位移计和所述第二位移计沿桥梁的宽度方向对称的设置在桥墩的顶面上，所述第一位移计和所述第二位移计分别用于侦测所述桥梁的主梁相对所述桥墩的对应侦测位置的位移变化值，所述倾角仪设置于所述主梁的底面的中部且朝向所述桥墩设置，用于侦测所述主梁相对水平面的倾斜角度；所述数据分析仪设置在所述桥墩的顶部，所述数据分析仪与所述第一位移计、所述第二位移计以及所述倾角仪电连接，用于接收和分析所述第一位移计、所述第二位移计以及所述倾角仪发送的侦测数据；所述信息接收端与所述数据分析仪通信连接，用于接收所述数据分析仪发送的数据分析结果和/或预警信号。
2.根据权利要求1所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，其特征在于，所述数据分析仪包括数据采集器、A/D转换器、数据存取器、微处理器和信号发射器，所述数据采集器与所述A/D转换器电连接，所述微处理器分别与所述A/D转换器、所述信号发射器和所述数据存取器电连接，所述数据分析仪还包括显示器和操作面板，所述显示器、所述操作面板分别与所述微处理器电连接。
3.根据权利要求2所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，其特征在于，所述信息接收端的数量为三个，三个所述信息接收端分别设置在LED警示牌、交通管理站以及养护站上，所述LED警示牌、所述交通管理站和所述养护站内均设置有用于与所述信号发射器通信连接的信号接收器。
4.根据权利要求1所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，其特征在于，所述倾角仪的底部设置有粘结层，用于将所述倾角仪固定在所述主梁的底面上；所述粘结层采用环氧树脂材质且厚度为5-20mm。
5.根据权利要求1所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，其特征在于，所述第一位移计和第二位移计均采用电阻应变式位移计，所述第一位移计的顶部和所述第二位移计的顶部均与所述主梁的底部相接触，所述第一位移计的底部和所述第二位移计的底部均与所述桥墩的顶部相接触。
6.根据权利要求1所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，其特征在于，所述桥墩的顶部固定安装有两个预制固定板，两个所述预制固定板沿桥梁的宽度方向对称的设置在桥墩的顶面上，所述预制固定板的顶部固定安装有安装板，两个所述安装板相互远离的一侧均固定安装有连接板，所述第一位移计与其中一个所述连接板相接触，所述第二位移计与另一个所述连接板相接触。
7.根据权利要求6所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，其特征在于，所述第一位移计和所述第二位移计相互远离的一侧均设有弧形夹片，其中一个所述弧形夹片与所述第一位移计相接触，另一个所述弧形夹片与所述第二位移计相接触，两个所述连接板相互远离的一侧均对称固定安装有四个呈矩形分布的定位螺杆，所述定位螺杆上设有螺母，所述弧形夹片通过四个螺母与四个相对应的所述定位螺杆相连接。
8.根据权利要求7所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，其特征在于，所述弧形夹片上对称开设有两个定位孔，所述定位螺杆贯穿相对应的定位孔。
9.根据权利要求8所述的基于独柱墩桥梁防倾覆监测预警装置，其特征在于，所述预制固定板上设有多个呈矩形分布的固定螺栓，所述预制固定板通过多个所述固定螺栓与所述桥墩固定连接。
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