CN215261883U - 一种高架车站多元信息监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高架车站多元信息监测装置，包括数据采集单元和数据处理单元，数据采集单元包括沉降监测装置、水平位移监测装置、倾斜监测装置、土压力监测装置、应力监测装置以及应变监测装置，所述数据处理单元处理所述数据采集单元的数据。本实用新型设计的高架车站多元信息监测装置，可实现对车站在施工过程中监测点的水平位移、沉降、倾斜、内部土压力、钢筋应力及梁板应变等七个监测项目成体系的监测，实现了监测体系系统化，通过调整监测点布置位置，合理去除多余的监测点，形成监测控制网，降低监测项目的人工成本和布设成本，提高监测系统的检测效率，最终形成一个可广泛应用的多元信息监测的装置布置体系。

Description

一种高架车站多元信息监测装置

技术领域

本实用新型涉及基坑施工技术领域，尤其涉及一种高架车站多元信息监测装置。

背景技术

近年来，随着对轨道交通的的开发与利用，轨道车站工程迅猛发展，土木构造施工期间的监测设备的稳定运行是确保建筑施工过程高效、安全的必要条件。在进行基坑水平位移、基坑土体压力、基坑沉降、墩柱沉降、墩柱倾斜、盖梁钢筋应力以及站厅层梁板应变等项目的检测时，由于变形大多是微小的弹性小变形，直接测量较困难，必须通过特定的装置去测量这些微小的变化。现有的检测通常针对不同的设备需要设置不同的检测点，并在指定的检测点上布置安装相应的检测仪器，伴随着检测项目的增多，易导致监测点设置数量过多且易重复，该检测不仅增加了检测设备的安装数量和安装难度的同时，也增加了相应的检测成本。另外，由于监测点布置位置有些位于危险的施工处，人工监测时较危险，当监测点较多时会大幅增加相应的人工成本。

发明内容

本实用新型提供一种高架车站多元信息监测装置，以克服现有检测设备需设置不同的检测点，且监测点设置数量过多和易重复的缺点，节约人工成本。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种高架车站多元信息监测装置，包括底板、侧板、数据采集单元及数据处理单元，所述侧板和底板构成数据采集单元和数据处理单元的固定面板；

所述数据采集单元包括沉降监测装置、水平位移监测装置、倾斜监测装置、土压力监测装置、应力监测装置以及应变监测装置；

所述底板上设有倾斜监测装置和数据处理单元，且所述倾斜监测装置和数据处理单元均与所述侧板相接触；

所述侧板上设有所述水平位移监测装置，且水平位移监测装置位于数据处理单元上；

所述侧板上还设有所述沉降监测装置，且沉降监测装置位于水平位移监测装置和倾斜监测装置上；

所述沉降监测装置、水平位移监测装置、倾斜监测装置、土压力监测装置、应力监测装置以及应变监测装置通过导线与所述数据处理单元连接。

进一步地，所述沉降监测装置包括沉降位移传感器、水管、第一底座、第二底座、固定架以及水箱，所述第一底座上设有所述固定架，所述固定架上设有所述沉降位移传感器；所述第二底座上设有所述水箱，所述沉降位移传感器和所述水箱通过所述水管连接。

进一步地，所述水平位移监测装置包括测距仪、夹持架、测距仪容纳腔、弧形的第二滑槽、第一滚轴以及第二滚轴；

所述夹持架固定在所述侧板上，所述夹持架内设有所述弧形的第二滑槽，所述弧形的第二滑槽内设有所述第二滚轴；

所述测距仪容纳腔设置在所述夹持架上，所述测距仪容纳腔内设有测距仪夹紧装置和测距仪，所述测距仪夹紧装置设置在远离测距仪的一端，所述第二滚轴设置在所述测距仪容纳腔内，且远离测距仪的一端。

进一步地，所述倾斜监测装置包括倾斜测量器、滚轴、固定件以及支杆，所述倾斜测量器两侧设置有所述固定件，所述固定件内均设有第一滑槽，所述第一滑槽内均设有所述滚轴，两侧固定件的第一滑槽内的滚轴通过所述支杆连接。

进一步地，所述土压力监测装置包括土压力数据收集设备和土压力盒，所述土压力数据收集设备设置在土体外；所述土压力盒设置在土体内。

进一步地，所述应力监测装置包括应力数据收集设备、应力计和固定环，所述应力计设置在钢筋外侧，所述应力计与钢筋之间通过所述固定环固定。

进一步地，所述应变监测装置包括应变数据收集设备、应变传感器和固定板，所述应变传感器通过所述固定板固定在梁板表面。

本实用新型设计的高架车站多元信息监测装置，可实现对车站在施工过程中监测点的水平位移、沉降、倾斜、内部土压力、钢筋应力及梁板应变等七个监测项目成体系的监测，实现了监测体系系统化，通过调整监测点布置位置，合理去除多余的监测点，形成监测控制网，降低监测项目的人工成本和布设成本，提高监测系统的检测效率，最终形成一个可广泛应用的多元信息监测的装置布置体系。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型高架车站多元信息监测装置示意图；

图2为基坑监测俯视图；

图3为基坑监测剖面图；

图4为墩柱监测俯视图；

图5为墩柱监测剖面图；

图6为沉降监测装置结构示意图；

图7为测斜仪结构示意图；

图8为水平位移监测装置结构示意图；

图9为土压力计结构示意图；

图10为钢筋应力计结构示意图；

图11为光缆光纤应变传感器结构示意图。

图中：1、基坑沉降测点，2、基坑坡顶水平位移测点，3、基坑土体压力测点，4、基坑边坡，5、墩柱倾斜测点，6、墩柱沉降测点，7、墩柱，8、墩台，9、桩基础，10、沉降位移传感器，11、水管，12、水箱，13、滚轴，14、倾斜测量器，15、支杆，16、固定件，17、夹持架，18、挡板，19、弹簧，20、弧形的第二滑槽，21、第一定位挡板，22、测距仪，23、第二定位挡板，24、第一滚轴，25、第二滚轴，26、土压力盒，27、固定环，28、应力计，29、应变传感器，30、固定板，31、侧板，32、底板，33、水平位移监测装置，34、倾斜监测装置，35、沉降检测装置，36、第一底座，37、第二底座，38、固定架，39、数据处理单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-11所示为高架车站多元信息监测装置，包括底板32、侧板31、数据采集单元及数据处理单元39，所述侧板31和底板32构成数据采集单元和数据处理单元的固定面板；

所述数据采集单元包括沉降监测装置35、水平位移监测装置33、倾斜监测装置34、土压力监测装置、应力监测装置以及应变监测装置；

所述底板32上设有倾斜监测装置34和数据处理单元39，且所述倾斜监测装置34和数据处理单元39均与所述侧板31相接触；

所述侧板31上设有所述水平位移监测装置33，且水平位移监测装置33位于数据处理单元上；

所述侧板31上还设有所述沉降监测装置35，且沉降监测装置35位于水平位移监测装置33和倾斜监测装置34上；

所述沉降监测装置35、水平位移监测装置33、倾斜监测装置34、土压力监测装置、应力监测装置以及应变监测装置通过导线与所述数据处理单元39连接。

如图6所示，进一步地，所述沉降监测装置35包括沉降位移传感器10、水管11、第一底座36、第二底座37、固定架38以及水箱12，所述第一底座36上设有所述固定架38，所述固定架38上设有所述沉降位移传感器10；所述第二底座37上设有所述水箱12，所述沉降位移传感器10和所述水箱12通过所述水管11连接。在本实施例中，传感器10通过水管11与水箱12中水压力的变化去检测沉降。当墩柱发生沉降时，会引起水箱12相对于沉降位移传感器10的高度变化，这时沉降位移传感器10测量的水压力会发生变化，通过水压力的变化可以测得沉降量。

如图8所示，进一步地，所述水平位移监测装置包括测距仪22、夹持架17、测距仪容纳腔、弧形的第二滑槽20、第一滚轴24以及第二滚轴25；

所述夹持架17固定在所述侧板31上，所述夹持架17内设有所述弧形的第二滑槽20，所述弧形的第二滑槽20内设有所述第二滚轴25；

所述测距仪容纳腔设置在所述夹持架17上，所述测距仪容纳腔内设有测距仪夹紧装置和测距仪22，所述测距仪夹紧装置设置在远离测距仪的一端，所述第二滚轴25设置在所述测距仪容纳腔内，且远离测距仪22的一端。在本实施例中，优选的，弧形的第二滑槽20设有两个，所述弧形的第二滑槽20为弧形滑槽。所述测距仪容纳腔设有第一定位挡板21、第二定位挡板23、挡板18、测距仪22、弹簧19以及第一滚轴24，所述测距仪的两侧分别由第一定位挡板21和第二定位挡板23组成，两端分别为测距仪22和测距仪夹紧装置，所述测距仪夹紧装置包括固定挡板18和弹簧19，所述固定档板18内设有通孔，一端设有弹簧，弹簧的另一端设有挡板。激光测距仪22放置在夹持架17上，由第一定位挡板21和第二定位挡板23固定两边，依靠固定挡板18和调整可滑动弹簧19去适应不同长度的测距仪22。两个弧形滑槽通过焊接固定在激光测距仪夹持架上，第一滚轴24是固定的，第二滚轴25卡在两个滑槽之间并可以沿滑槽移动，因此测距仪22可在与滑槽的控制下通过移动第二滚轴25的位置去改变水平观测角度，方便测量。

如图7所示，进一步地，所述倾斜监测装置包括倾斜测量器14、滚轴13、固定件16以及支杆15，所述倾斜测量器14两侧设置有所述固定件16，所述固定件16内均设有第一滑槽，所述第一滑槽内均设有所述滚轴13，两侧固定件的第一滑槽内的滚轴13通过所述支杆15连接。在本实施例中，优选的固定件16设有两个，滚轴13在两个滑槽的不同高度上和支杆15连接滚轴13，支杆15可以在固定件16内的第一滑槽内上下滑动，使倾斜传感器14可以上下小范围的移动。

如图9所示，进一步地，所述土压力监测装置包括土压力数据收集设备和土压力盒26，所述土压力数据收集设备设置在土体外；所述土压力盒26设置在土体内。在本实施例中，土压力数据收集设备放置在土体外；土压力盒放置在土体内，土体压力作用在土压力盒上，土压力盒自身的振弦频率会发生变化，频率越高，土压力越大，土压力盒的频率通过数据线传递至收集设备。

如图10所示，进一步地，所述应力监测装置包括应力数据收集设备、应力计28和固定环27，所述应力计28设置在钢筋外侧，所述应力计28与钢筋之间通过所述固定环27固定。在本实施例中，钢筋应力数据收集设备放置在混凝土梁外；钢筋穿过钢筋应力计28和钢筋固定环27，上紧钢筋固定环27，使钢筋应力计与钢筋之间不产生相对滑动，使钢筋因应力产生的应变数据通过数据线传递至收集设备。

如图11所示，进一步地，所述应变监测装置包括应变数据收集设备、应变传感器29和固定板30，所述应变传感器29通过所述固定板30固定在梁板表面。在本实施例中，光缆光纤应变传感器通过光纤固定板固定，光纤固定板通过专用粘结剂粘贴到梁板表面，使梁板因应变导致光纤自振频率变化的数据通过数据线传递至收集设备。

如图2-5所示，基坑监测俯视图和剖面图说明了基坑沉降、基坑水平位移及基坑土体压力三项监测数据的测点分布情况。

由于土体的不均匀性，所以基坑沉降测点1需沿车站纵向两端各布设一个测点，沿纵向两边每间隔20m布设一个测点。第一个监测点距离基坑顶部边缘5m，然后间隔15m布置下一个监测点。在测点安装沉降监测装置进行监测。

基坑坡顶水平位移测点2布设在基坑边坡4顶部，沿车站纵向两端各布设一个测点，沿纵向两边每间隔20m布设一个测点。使用水平位移监测设备对测点进行监测。

基坑土体压力测点3布设于基坑侧壁处。沿车站纵向两端各布设一个测点，沿纵向两边每间隔20m布设一个测点。在测点安装用钢筋网固定的土压力监测设备进行监测。

如图4和5所示，墩柱监测俯视图和剖面图说明墩柱沉降和墩柱测斜两项监测数据的测点分布情况。

墩柱沉降测点6布设在每个墩柱7顶部的柱壁，墩柱7的下面设有墩台8，墩台8的下面设有桩基础9，在测点安装沉降监测装置进行监测。

墩柱倾斜测点5布设在墩柱的柱壁，在测点安装倾斜监测装置进行监测。

钢筋应力测点布设在盖梁钢筋上，每个盖梁均设置测点，在测点安装钢筋应力数据监测装置进行监测。

梁板应变测点布设在站厅层梁板中间部位的下表面，每一梁板构件中间部位均设置测点，在测点安装梁板表面应变监测装置进行监测。

本实用新型设计的高架车站多元信息监测装置，在施工过程中，每隔设定的时间间隔对监测的项目进行自动数据采集，减少人工，提高了效率。设置了合适的监测点布置间隔，减少了监测布置点的同时，保证了监测数据的质量。注重检测数据之间的联系，并将相关联的数据的检测点布置在同一条直线上，有利于后续数据的整理分析。信息监测装置采用无线数据传输技术，采取了无线传输技术，各检测系统的信号相互不交叉重叠，保证信号间不相互干扰。把通过数据采集模块采集整理现场监测信息形成的历史监测值时间序列数据，传输到远距离的数据处理系统，方便后期的数据分析和处理。同时实现了在施工过程中对一个监测点多种信息的实时监测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种高架车站多元信息监测装置，其特征在于，包括底板(32)、侧板(31)、数据采集单元及数据处理单元(39)，所述侧板(31)和底板(32)构成数据采集单元和数据处理单元的固定面板；

所述数据采集单元包括沉降监测装置(35)、水平位移监测装置(33)、倾斜监测装置(34)、土压力监测装置、应力监测装置以及应变监测装置；

所述底板(32)上设有倾斜监测装置(34)和数据处理单元(39)，且所述倾斜监测装置(34)和数据处理单元均与所述侧板(31)相接触；

所述侧板(31)上设有所述水平位移监测装置(33)，且水平位移监测装置(33)位于数据处理单元(39)上；

所述侧板(31)上还设有所述沉降监测装置(35)，且沉降监测装置(35)位于水平位移监测装置(33)和倾斜监测装置(34)上；

所述沉降监测装置(35)、水平位移监测装置(33)、倾斜监测装置(34)、土压力监测装置、应力监测装置以及应变监测装置通过导线与所述数据处理单元(39)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高架车站多元信息监测装置，其特征在于，所述沉降监测装置(35)包括沉降位移传感器(10)、水管(11)、第一底座(36)、第二底座(37)、固定架(38)以及水箱(12)，所述第一底座(36)上设有所述固定架(38)，所述固定架(38)上设有所述沉降位移传感器(10)；所述第二底座(37)上设有所述水箱(12)，所述沉降位移传感器(10)和所述水箱(12)通过所述水管(11)连接。

3.根据权利要求1所述的一种高架车站多元信息监测装置，其特征在于，所述水平位移监测装置(33)包括测距仪(22)、夹持架(17)、测距仪容纳腔、弧形的第二滑槽(20)、第一滚轴(24)以及第二滚轴(25)；

所述夹持架(17)固定在所述侧板(31)上，所述夹持架(17)内设有所述弧形的第二滑槽(20)，所述弧形的第二滑槽(20)内设有所述第二滚轴(25)；

所述测距仪容纳腔设置在所述夹持架(17)上，所述测距仪容纳腔内设有测距仪夹紧装置和测距仪(22)，所述测距仪夹紧装置设置在远离测距仪(22)的一端，所述第二滚轴(25)设置在所述测距仪容纳腔内，且远离测距仪(22)的一端。

4.根据权利要求1所述的一种高架车站多元信息监测装置，其特征在于，所述倾斜监测装置(34)包括倾斜测量器(14)、滚轴(13)、固定件(16)以及支杆(15)，所述倾斜测量器(14)两侧设置有所述固定件(16)，所述固定件(16)内均设有第一滑槽，所述第一滑槽内均设有所述滚轴(13)，两侧固定件的第一滑槽内的滚轴(13)通过所述支杆(15)连接。

5.根据权利要求1所述的一种高架车站多元信息监测装置，其特征在于，所述土压力监测装置包括土压力数据收集设备和土压力盒(26)，所述土压力数据收集设备设置在土体外；所述土压力盒(26)设置在土体内。

6.根据权利要求1所述的一种高架车站多元信息监测装置，其特征在于，所述应力监测装置包括应力数据收集设备、应力计(28)和固定环(27)，所述应力计(28)设置在钢筋外侧，所述应力计(28)与钢筋之间通过所述固定环(27)固定。

7.根据权利要求1所述的一种高架车站多元信息监测装置，其特征在于，所述应变监测装置包括应变数据收集设备、应变传感器(29)和固定板(30)，所述应变传感器(29)通过所述固定板(30)固定在梁板表面。

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