CN215330075U - 用于建筑结构基础水平位移的监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于建筑结构基础水平位移的监测装置，本装置的引张线一端通过固定装置设于首端建筑结构基础、另一端通过张紧装置设于末端建筑结构基础，配重筒连接引张线另一端端头张紧引张线，若干测量机构设于若干建筑结构基础的监测点，并且引张线穿过若干测量机构，测量机构监测建筑结构基础相对引张线的位移量，若干浮动支撑机构设于若干建筑结构基础的非监测点，并且引张线穿过若干浮动支撑机构，若干浮动支撑机构对引张线进行浮力支撑以使引张线处于水平位置。本监测装置测量原理简单，测量成本相对较低，实现建筑结构基础水平位移的多测点实时在线测量，提高位移测量的准确性和及时性。

Description

用于建筑结构基础水平位移的监测装置

技术领域

本实用新型涉及土木工程结构监测技术领域，尤其涉及一种用于建筑结构基础水平位移的监测装置。

背景技术

建筑物基础的位移是影响上部结构使用安全的一个重要指标，尤其是基础跨度方向的水平位移对上部结构的影响较大，跨度方向的水平位移会导致立柱倾斜、上部结构连接节点破坏、甚至结构整体倒塌。因此，建筑物基础水平位移是上部结构安全评价的重要指标，特别是建造在软土地基上、建筑物内有较大堆载以及长期冲击振动荷载作用的工业建筑，更需关注基础的水平位移变化情况。

现有建筑物基础的位移测量技术主要依赖于光学测量仪器，如经纬仪、全站仪等，这种方法进行水平位移测量误差因素多，精度不高，工作劳动强度大，测量数据的实时性和连续性较差。对于一些需要长期连续监测、实时性要求较高的建筑物基础水平位移监测，以上方法难以满足监测要求，且测量成本较高。

中国专利文献CN 103438859A公开了一种引张线式双向位移测量系统，该系统包括安装于测试区内的引张线和若干个双向位移测量机构、以及用光缆依次连接的光纤光栅解调仪、数据库及计算机，双向位移测量机构安装于测试区内测点表面，测点中心应与引张线在同一高度，双向位移测量机构包括一个壳体和两个安装于壳体内的位移测量构件。中国专利文献207228180U公开了一种基于视准线法的水平位移测量系统，该系统包括分别设置在基坑两端水平位移测量基准点处的第一脚架基座和第二脚架基座、设置在第一脚架基座上的经纬仪或全站仪、设置在第二脚架基座上并与经纬仪或全站仪配合使用的读数觇牌。

上述测量系统的构造较为复杂，需要专用的测量仪器进行配合，对操作人员的技术要求较高，另外未考虑长距离引张线的下挠度问题，测量的准确性较差，且测量机构的量程有限，针对基础水平位移的监测存在一定的局限性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于建筑结构基础水平位移的监测装置，本监测装置克服传统基础水平位移测量的缺陷，实现建筑结构基础水平位移的多测点实时在线测量，降低监测成本，提高位移测量的准确性，保证测量量程满足需求。

为解决上述技术问题，本实用新型用于建筑结构基础水平位移的监测装置包括引张线，所述引张线架设于呈直线间隔布置的若干建筑结构基础上方或侧方，还包括若干测量机构、若干浮动支撑机构和配重筒，所述引张线一端通过固定装置固定于首端建筑结构基础、另一端通过张紧装置固定于末端建筑结构基础，所述配重筒连接所述引张线另一端端头张紧所述引张线，所述若干测量机构通过调平支座设于若干建筑结构基础的监测点，并且所述引张线穿过所述若干测量机构，所述测量机构监测建筑结构基础相对所述引张线的位移量，所述若干浮动支撑机构通过调平支座固定在若干建筑结构基础的非监测点，并且所述引张线穿过所述若干浮动支撑机构，所述若干浮动支撑机构对所述引张线提供浮力支撑以使引张线处于水平位置。

进一步，所述测量机构包括安装壳体、激光测距传感器和激光反射板，所述安装壳体通过调平支座架安装在监测点的建筑结构基础上，所述安装壳体两侧开设有供所述引张线穿过的开口通孔，所述激光测距传感器安装在所述安装壳体内，所述激光反射板悬挂于从所述安装壳体内穿过的引张线上，所述激光测距传感器监测相对所述激光反射板的位移变化量。

进一步，所述浮动支撑机构包括盛液壳体和浮动支撑块，所述盛液壳体通过调平支座安装在非监测点的建筑结构基础上，所述盛液壳体两侧设有供所述引张线穿过的开口通孔，所述浮动支撑块位于所述盛液壳体内并且通过盛液壳体内液体的浮力支撑穿过所述盛液壳体的所述引张线，使得所述引张线处于水平位置。

进一步，所述盛液壳体内的液体是水、防冻液和轻质硅油。

进一步，所述引张线固定装置和张紧装置分别包括固定座和用于高度调整的伸缩撑杆，所述固定座分别固定设于首、末端建筑结构基础侧壁，所述固定装置的伸缩撑杆通过螺栓或焊接安装于所述固定座，其顶端连接所述引张线的一端，所述张紧装置的伸缩撑杆通过螺栓或焊接安装于所述固定座，其顶端连接滑轮，所述引张线另一端经滑轮后连接所述配重筒。

进一步，所述调平支座包括底座和螺杆，所述底座通过膨胀螺栓固定在建筑结构基础顶面，所述螺杆将所述底座与测量机构和浮动支撑机构连接并固定调平。

由于本实用新型用于建筑结构基础水平位移的监测装置采用了上述技术方案，即本装置的引张线架设于呈直线间隔布置的若干建筑结构基础上方，引张线一端通过固定装置固定在首端建筑结构基础、另一端通过张紧装置固定在末端建筑结构基础，配重筒连接引张线另一端端头张紧引张线，若干测量机构通过调平支座安装在若干监测点的建筑结构基础上，并且引张线穿过若干测量机构，测量机构监测建筑结构基础相对引张线的位移量，若干浮动支撑机构通过调平支座安装在若干非监测点的建筑结构基础上，并且引张线穿过若干浮动支撑机构，若干浮动支撑机构对引张线进行浮力支撑以使引张线处于水平位置。本监测装置克服传统基础水平位移测量的缺陷，实现建筑结构基础水平位移的多测点实时在线测量，降低监测成本，提高位移测量的准确性，保证测量量程满足需求。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型用于建筑结构基础水平位移的监测装置结构示意图；

图2为本监测装置中测量机构示意图；

图3为本监测装置中浮动支撑机构示意图；

图4为本监测装置中调平支座示意图；

图5为采用本监测装置进行若干建筑结构基础水平位移测量示意图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本实用新型用于建筑结构基础水平位移的监测装置包括引张线2，所述引张线2架设于呈直线间隔布置的若干建筑结构基础1上方或侧方，还包括若干测量机构3、若干浮动支撑机构4和配重筒5，所述引张线2一端通过固定装置6固定在首端建筑结构基础、另一端通过张紧装置7固定在末端建筑结构基础，所述配重筒5连接所述引张线2另一端端头张紧所述引张线2，所述若干测量机构3通过调平支座8安装在若干建筑结构基础1的监测点，并且所述引张线2穿过所述若干测量机构3，所述测量机构3监测建筑结构基础1相对所述引张线2的位移量，所述若干浮动支撑机构4通过调平支座8安装在若干建筑结构基础1的非监测点，并且所述引张线2穿过所述若干浮动支撑机构4，所述若干浮动支撑机构4对所述引张线2进行浮动支撑以使引张线2处于水平位置。

如图2所示，优选的，所述测量机构3包括安装壳体31、激光测距传感器32和激光反射板33，所述安装壳体31通过调平支座8固定在建筑结构基础1的监测点，所述安装壳体31两侧设有供所述引张线2穿过的开口通孔34，所述激光测距传感器32安装在所述安装壳体31内，所述激光反射板33悬挂于从所述安装壳体31内穿过的引张线2上，所述激光测距传感器32监测相对所述激光反射板33的位移变化量。

如图3所示，优选的，所述浮动支撑机构4包括盛液壳体41和浮动支撑块42，所述盛液壳体41通过调平支座8架安装在非监测点的建筑结构基础1，所述盛液壳体41两侧设有供所述引张线2穿过的开口通孔43，所述浮动支撑块42位于所述盛液壳体41内并且通过盛液壳体41内液体提供的浮力支撑穿过所述盛液壳体41的所述引张线2，使得所述引张线2处于水平位置。

优选的，所述盛液壳体41内的液体是水、防冻液和轻质硅油。盛液壳体内的水用于对浮动支撑块提供浮力，防冻液避免液体结冰，轻质硅油避免液体挥发，从而确保浮动支撑块对引张线的支撑。

如图1所示，优选的，所述固定装置6和张紧装置7分别包括固定座61、71和伸缩撑杆62、72，所述固定座61、71分别固定设于首端建筑结构基础1和末端建筑结构基础1侧壁，所述固定装置6的所述伸缩撑杆62通过螺栓或焊接安装于所述固定座61、顶端连接所述引张线2一端，所述张紧装置7的所述伸缩撑杆72通过螺栓或焊接安装于所述固定座71、顶端连接滑轮73，所述引张线2另一端经滑轮73后连接所述配重筒5。

如图4所示，优选的，所述调平支座8包括底座81和螺杆82，所述底座81通过膨胀螺栓设于建筑结构基础1顶面，所述螺杆82螺接所述底座81与测量机构3和浮动支撑机构4。调平支座通过螺杆对测量机构和浮动支撑机构调整至水平位置，确保测量数据的准确性。

本监测装置实际应用时，例如针对某矿料储运大棚建筑结构基础进行水平位移监测，某矿料储运大棚全长360米共有45个结构基础，每个结构基础间隔8米，利用本监测装置对各结构基础的水平位移（跨度方向）进行监测。

1）引张线张紧安装

分别以储运大棚两个端部的结构基础为基准，在一端结构基础安装引张线的固定装置并将引张线的一端固定，另一端安装引张线的张紧装置，并将引张线通过滑轮连接配重筒，调整引张线的固定装置和张紧装置使其处于同一标高，按照引张线的最大承载量在配重筒添加配重使引张线张紧。

2）浮动支撑机构调平安装

每隔7个结构基础安装一个浮动支撑机构（两端结构基础除外），安装浮动支撑机构前根据引张线的位置，在结构基础上安装调平支座并使调平支座的横向垂直于引张线且使中心线与引张线重合。将引张线穿过浮动支撑机构盛液壳体的开口通孔，并保证引张线与浮动支撑机构相互垂直。然后利用调平支座将浮动支撑机构调平固定，将浮动支撑机构的浮动支撑块利用卡扣固定在引张线上，浮动支撑机构的盛液壳体内添加液体（水+防冻液），浮动支撑块在浮力的作用下将引张线托起，使其标高与结构基础端部的标高一致，然后在盛液壳体内添加一定量的轻质硅油，防止液体挥发。

3）测量机构调平安装

在每个需要测量水平位移的结构基础上安装测量机构，安装前在结构基础上安装调平支座并使调平支座的横向垂直于引张线且使中心线与引张线重合。将引张线穿过测量机构安装壳体的开口通孔，并保证引张线与测量机构相互垂直。然后利用调平支座将测量机构调平固定，将激光反射板悬挂在引张线上，利用激光测距传感器来实现结构基础与引张线（基准线）相对位置关系的测量。

4）测量数据计算分析

在结构基础未发生位移前，在两个端部结构基础之间布置的引张线作为其他结构基础位移的参考基准线，如图5所示，当其他结构基础发生位移后，通过激光测距传感器测量得到安装在各结构基础1上的测量机构3相对于引张线2（基准线）的距离变化量，即为各结构基础的水平位移量。

本装置适用于多个在一条直线上的建筑物结构基础跨距方向的水平位移监测，其测量原理简单直观、便于安装调试，可以实现多个结构基础的水平位移实时在线测量，确保了测量数据连续性、减少了测量误差干扰因素，同时降低了测量成本和测量人员的工作负荷。通过浮动支撑机构提供的浮力使引张线下挠控制一定范围内，使引张线基本保持在相同标高，消除了长距离测量中引张线严重下挠导致的测量误差。通过调平支座使测量机构便于调平安装固定，降低了安装施工难度，同时可以通过调平支座在水平安装位置的调整，解决测量机构量程受限的问题。

本监测装置可连续实时监测多个结构基础位移情况，为判断建筑结构的安全性提供可靠依据，无需繁琐的计算分析。能快速、直观反应出各结构基础的位移情况。测量机构只需初次安装调平即可实现后期的连续监测，减轻了传统测量人员需要多次架设仪器测量的工作强度以及测量转站引起的测量误差。本监测装置与配套的监测系统配合，可实现建筑结构基础水平位移的远程在线监测及超限预警，提高了测量数据的时效性，对建筑结构的防灾减灾具有重大意义。

Claims (6)

1.一种用于建筑结构基础水平位移的监测装置，包括引张线，所述引张线架设于呈直线间隔布置的若干建筑结构基础上方或侧方，其特征在于：还包括若干测量机构、若干浮动支撑机构和配重筒，所述引张线一端通过固定装置固定在首端建筑结构基础上、另一端通过张紧装置固定在末端建筑结构基础上，所述配重筒与引张线另一端连接并张紧所述引张线，所述若干测量机构通过调平支座安装于若干建筑结构基础的监测点，并使所述引张线穿过所述若干测量机构，所述测量机构监测建筑结构基础相对所述引张线的位移量，所述若干浮动支撑机构通过调平支座设于若干建筑结构基础的非监测点，并使所述引张线穿过所述若干浮动支撑机构，所述若干浮动支撑机构对所述引张线浮力支撑以使引张线处于水平位置。

2.根据权利要求1所述的用于建筑结构基础水平位移的监测装置，其特征在于：所述固定装置和张紧装置分别包括固定座和用于高度调整的伸缩撑杆，所述固定座分别固定设于首、末端建筑结构基础侧壁，所述固定装置的伸缩撑杆通过螺栓或焊接安装于所述固定座，其顶端连接所述引张线的一端，所述张紧装置的伸缩撑杆通过螺栓或焊接安装于所述固定座，其顶端连接滑轮，所述引张线另一端经滑轮后连接所述配重筒。

3.根据权利要求1或2所述的用于建筑结构基础水平位移的监测装置，其特征在于：所述测量机构包括安装壳体、激光测距传感器和激光反射板，所述安装壳体通过调平支座安装在监测点的建筑结构基础上，所述安装壳体两侧加工制作有供所述引张线穿过的开口通孔，所述激光测距传感器安装在所述安装壳体内，所述激光反射板悬挂于从所述安装壳体内穿过的引张线上，所述激光测距传感器监测相对所述激光反射板的位移变化量。

4.根据权利要求3所述的用于建筑结构基础水平位移的监测装置，其特征在于：所述浮动支撑机构包括盛液壳体和浮动支撑块，所述盛液壳体根据提供浮力要求通过调平支座安装在非监测点的建筑结构基础上，所述盛液壳体两侧设有供所述引张线穿过的开口通孔，所述浮动支撑块位于所述盛液壳体内并且通过盛液壳体内液体的浮力支撑穿过所述盛液壳体的所述引张线，使得所述引张线处于水平位置。

5.根据权利要求4所述的用于建筑结构基础水平位移的监测装置，其特征在于：所述盛液壳体内的液体是水、防冻液和轻质硅油。

6.根据权利要求1所述的用于建筑结构基础水平位移的监测装置，其特征在于：所述调平支座包括底座和螺杆，所述底座通过膨胀螺栓固定在建筑结构基础顶面，所述螺杆将所述底座与测量机构和浮动支撑机构连接并固定调平。

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