CN216283230U - 一种管涵变形测量监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管涵变形测量监控装置，属于道路工程技术领域，用于解决地下管涵的变形后难以有效快速准确的进行测量监控的问题。包括主尺、第一连接杆和第二连接杆，主尺上设有棱镜，主尺上滑动设有第一副尺和第二副尺，第一副尺和第二副尺相互对称，第一连接杆的一端和第二连接杆的一端分别连接在第一副尺的下方和第二副尺的下方，第一连接杆的另一端和第二连接杆的另一端分别连接有第一固定板和第二固定板。本实用新型基于错位放大法采用主尺与第一副尺和第二副尺配套使用，保证第一副尺和第二副尺与管涵发生同步变形，准确测量管涵某平面径向总变形量，针对某一点通过设置棱镜辅助测量，精度高，操作安装、拆卸方便，可重复多次使用。

Description

一种管涵变形测量监控装置

技术领域

本实用新型属于道路工程技术领域，涉及一种测量监控装置，特别是一种管涵变形测量监控装置。

背景技术

丘陵沟壑地区，为满足道路线型要求，大面积深挖高填工程涌现，堵塞了原地表水宣泄途径。管涵作为一种小型排水构造物，成为了道路工程中不可或缺的结构。根据调查结果可知，每公里路基结构约设置有3-6道涵洞。

工程界常有“十涵九裂”的说法，一般管涵在运营3个月至两年即出现不同程度的病害。刚性管涵变形协调能力差，极限变形量小，如钢筋混凝土管涵，柔性管涵具有较好的适应变形的能力，可通过自身变形调整应力分布，如钢波纹管涵。涵顶土压力集中易引起管涵纵向开裂，基础不均匀沉降往往导致管涵横向开裂，过涵中心水平、垂直平面为管涵受力最不利位置，易产生较大变形，是设计、施工、运营阶段的关键控制点。变形测量监控成为了保证施工、运营期管涵安全服役性能控制的重中之重的工作。同时，有效的监测数据可为设计、研究提供实例分析依据，有利于推动道路工程中地下管涵设计计算理论的完善与发展。

传统的管涵变形测量监控方法主要是采用水准仪、全站仪等仪器定期测量，计算管涵的变形量，此类方法受测量人员、频次限制，无法随施工过程或运营期管涵所处环境变化而实时追踪变形量的发展，且受管径、通视条件等因素影响，部分管涵无法进行监控。所以亟待提出一种快速、高效、准确的方法，对道路工程中地下管涵的变形进行测量监控。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种管涵变形测量监控装置，本实用新型要解决的技术问题是：如何实现有效快速准确的对地下管涵的变形进行测量监控。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种管涵变形测量监控装置，包括主尺、第一连接杆和第二连接杆，所述主尺上设有棱镜，主尺上滑动设有第一副尺和第二副尺，第一副尺和第二副尺相互对称，第一连接杆的一端和第二连接杆的一端分别连接在第一副尺的下方和第二副尺的下方，第一连接杆的另一端和第二连接杆的另一端分别连接有第一固定板和第二固定板。

本实用新型的工作原理：主尺、第一副尺、第二副尺上设有刻度板，管涵发生变形时，第一固定板和第二固定板会发生相同位移，带动第一连接杆、第二连接杆及第一副尺、第二副尺发生相同位移，通过主尺与第一副尺及第二副尺配合使用，

根据管径大小，选定对应尺寸的本装置，主尺中心设置固定支架，将第一副尺和第二副尺嵌套在主尺上，第一固定板和第二固定板与管涵连接，若管涵为混凝土材质，则采用螺栓固定，若为钢材，则采用焊接连接。当管涵发生变形时，通过第一固定板和第二固定板连接的第一连接杆、第二连接杆带动第一副尺和第二副尺发生同步位移，采用错位放大法读取第一副尺、第二副尺的0刻度位置对应的主尺刻度，两次读数差值即为此装置的第一固定板和第二固定板两点间管涵相对变形，若需精确获取两点单独的变形量，可通过预先安装在主尺固定支架上的棱镜，采用全站仪测量主尺位置变化，与第一副尺、第二副尺的位移差值即为两点各自的变形量，读取数据，两次测量数据差值即为管涵在此平面径向变形量。

所述主尺的上端中部设有固定支架，棱镜可拆卸地设置在固定支架上端，主尺的侧面上端设有凸起前缘，主尺的上端两侧均设有螺纹插销孔，螺纹插销孔上螺接有第一插销和第二插销，主尺两侧设有对称设置的主尺刻度板，主尺刻度板位于固定支架的两侧。

采用以上结构，凸起前缘可保证第一副尺和第二副尺稳定可靠的嵌套在主尺上，第一副尺和第二副尺与主尺并非完全光滑接触，存在一定的摩擦作用，可克服装置自身重力，不致在结构自重作用下发生位移，外力作用下可自由发生位移，螺纹插销孔上螺接有第一插销和第二插销，可有效防止安装、测量监控过程中第一副尺和第二副尺滑落。

所述第一副尺和第二副尺的结构规格相同，第一副尺和第二副尺的内部设有副尺凹槽，副尺凹槽的截面与主尺和凸起前缘的截面相配套，第一副尺和第二副尺上均设有副尺刻度面板，副尺刻度面板等间距划分为若干份。

采用以上结构，副尺凹槽的截面与主尺和凸起前缘的截面相配套，凸起前缘可保证第一副尺和第二副尺稳定可靠的嵌套在主尺上，管涵变形引起第一副尺和第二副尺发生位移，第一副尺和第二副尺两次测量数据差值即为此测量时间段管涵变形量，主尺与第一副尺和第二副尺配套使用，第一副尺和第二副尺的刻度对应主尺位置即为刻度读数，读数时，第一副尺和第二副尺的刻度至主尺与第一副尺和第二副尺刻度线重合位置分格数目n，乘以0.02mm，与第一副尺和第二副尺的刻度对应主尺位置前一整刻度读数相加，即为此次测量数据，采用错位放大法读数，可精确至0.01mm。

所述第一连接杆和第二连接杆的结构规格相同，第一连接杆和第二连接杆向外的一端均为螺杆状，螺杆状上均设有套管。

采用以上结构，第一连接杆和第二连接杆连接第一副尺和第二副尺，当管涵发生变形时，可通过第一连接杆和第二连接杆带动第一副尺和第二副尺发生同步位移，起位移传递作用，螺杆状上均设有套管，可通过套管与固定板螺纹连接，方便拆卸，保证测量监控装置可多次利用。

所述第一固定板和第二固定板的一侧中心位置均固定有连接螺杆，连接螺杆分别连接在对应位置的套管上，第一固定板和第二固定板的另一侧固定有四个螺栓。

采用以上结构，若管涵为混凝土材质，可通过预留在第一固定板和第二固定板上的螺栓孔与管涵螺栓连接，若为钢材，可通过焊接连接，测量监控任务结束后，将第一连接杆和第二连接杆与第一固定板和第二固定板拆卸，第一固定板和第二固定板可废弃，其他结构重复使用。

所述第一固定板和第二固定板采用钢材制成，且第一固定板和第二固定板的表面设有镀锌层。

采用以上结构，钢材具备足够的刚度可有效传递位移，保证测量的准确性，镀锌层可防止结构锈蚀，有利于多次使用。

与现有技术相比，本管涵变形测量监控装置具有以下优点：

基于错位放大法采用主尺与第一副尺和第二副尺配套使用，通过固定在管涵上的第一固定板和第二固定板依次连接第一连接杆和第二连接杆，保证第一副尺和第二副尺与管涵发生同步变形，准确测量管涵某平面径向总变形量，针对某一点通过设置棱镜辅助测量，计算变形量，测量精度高，且操作简单，安装、拆卸方便，可重复多次使用。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型中主尺的立体结构示意图；

图3是本实用新型中棱镜安装时的结构示意图；

图4是本实用新型中副尺的结构示意图；

图5是本实用新型中连接杆与固定板在连接时的整体结构示意图；

图6是本实用新型中连接杆与固定板在连接时的局部结构示意图；

图7是本实用新型中副尺、连接杆与固定板的连接结构示意图；

图8是本实用新型中主尺与副尺的刻度板的刻度表读数示意图。

图中：101、主尺；102、固定支架；103、第一插销；104、第二插销；201、棱镜；301、第一副尺；302、第一连接杆；303、第二副尺；304、第二连接杆；305、副尺凹槽；306、副尺刻度面板；401、第一固定板；402、第二固定板；403、套管；404、螺栓。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

请参阅图1-7，本实施例提供了一种管涵变形测量监控装置，包括主尺101、第一连接杆302和第二连接杆304，主尺101上设有棱镜201，主尺101上滑动设有第一副尺301和第二副尺303，第一副尺301和第二副尺303相互对称，第一连接杆302的一端和第二连接杆304的一端分别连接在第一副尺301的下方和第二副尺303的下方，第一连接杆302的另一端和第二连接杆304的另一端分别连接有第一固定板401和第二固定板402；

主尺101、第一副尺301、第二副尺303上设有刻度板，管涵发生变形时，第一固定板401和第二固定板402会发生相同位移，带动第一连接杆302、第二连接杆304及第一副尺301、第二副尺302发生相同位移，通过主尺101与第一副尺301及第二副尺302配合使用，

根据管径大小，选定对应尺寸的本装置，主尺101中心设置固定支架102，将第一副尺301和第二副尺303嵌套在主尺101上，第一固定板401和第二固定板402与管涵连接，若管涵为混凝土材质，则采用螺栓固定，若为钢材，则采用焊接连接。当管涵发生变形时，通过第一固定板401和第二固定板402连接的第一连接杆302、第二连接杆304带动第一副尺301和第二副尺303发生同步位移，采用错位放大法读取第一副尺301、第二副尺303的0刻度位置对应的主尺101刻度，两次读数差值即为此装置的第一固定板401和第二固定板402两点间管涵相对变形，若需精确获取两点单独的变形量，可通过预先安装在主尺101固定支架上的棱镜201，采用全站仪测量主尺101位置变化，与第一副尺301、第二副尺303的位移差值即为两点各自的变形量，读取数据，两次测量数据差值即为管涵在此平面径向变形量。

主尺101的上端中部设有固定支架102，棱镜201可拆卸地设置在固定支架102上端，主尺101的侧面上端设有凸起前缘，主尺101的上端两侧均设有螺纹插销孔，螺纹插销孔上螺接有第一插销103和第二插销104，主尺101两侧设有对称设置的主尺刻度板，主尺刻度板位于固定支架102的两侧；凸起前缘可保证第一副尺301和第二副尺302稳定可靠的嵌套在主尺101上，第一副尺301和第二副尺302与主尺101并非完全光滑接触，存在一定的摩擦作用，可克服装置自身重力，不致在结构自重作用下发生位移，外力作用下可自由发生位移，螺纹插销孔上螺接有第一插销103和第二插销104，可有效防止安装、测量监控过程中第一副尺301和第二副尺302滑落。

第一副尺301和第二副尺302的结构规格相同，第一副尺301和第二副尺302的内部设有副尺凹槽305，副尺凹槽305的截面与主尺101和凸起前缘的截面相配套，第一副尺301和第二副尺302上均设有副尺刻度面板306，副尺刻度面板306等间距划分为若干份；副尺凹槽305的截面与主尺101和凸起前缘的截面相配套，凸起前缘可保证第一副尺301和第二副尺302稳定可靠的嵌套在主尺101上，管涵变形引起第一副尺301和第二副尺302发生位移，第一副尺301和第二副尺302两次测量数据差值即为此测量时间段管涵变形量，主尺101与第一副尺301和第二副尺302配套使用，第一副尺301和第二副尺302的0刻度对应主尺101位置即为刻度读数，读数时，第一副尺301和第二副尺302的0刻度至主尺101与第一副尺301和第二副尺302刻度线重合位置分格数目n，乘以0.02mm，与第一副尺301和第二副尺302的0刻度对应主尺101位置前一整刻度读数相加，即为此次测量数据，采用错位放大法读数，可精确至0.01mm。

第一连接杆302和第二连接杆304的结构规格相同，第一连接杆302和第二连接杆304向外的一端均为螺杆状，螺杆状上均设有套管403；第一连接杆302和第二连接杆304连接第一副尺301和第二副尺302，当管涵发生变形时，可通过第一连接杆302和第二连接杆304带动第一副尺301和第二副尺302发生同步位移，起位移传递作用，螺杆状上均设有套管403，可通过套管与固定板螺纹连接，方便拆卸，保证测量监控装置可多次利用。

第一固定板401和第二固定板402的一侧中心位置均固定有连接螺杆，连接螺杆分别连接在对应位置的套管403上，第一固定板401和第二固定板402的另一侧固定有四个螺栓404；若管涵为混凝土材质，可通过预留在第一固定板401和第二固定板402上的螺栓孔与管涵螺栓连接，若为钢材，可通过焊接连接，测量监控任务结束后，将第一连接杆302和第二连接杆304与第一固定板401和第二固定板402拆卸，第一固定板401和第二固定板402可废弃，其他结构重复使用。

第一固定板401和第二固定板402采用钢材制成，且第一固定板401和第二固定板402的表面设有镀锌层；钢材具备足够的刚度可有效传递位移，保证测量的准确性，镀锌层可防止结构锈蚀，有利于多次使用。

本实用新型的工作原理：据管径大小，选定对应尺寸的本装置，主尺101中心设置固定支架102，将第一副尺301和第二副尺303嵌套在主尺101上，第一固定板401和第二固定板402与管涵连接，若管涵为混凝土材质，则采用螺栓固定，若为钢材，则采用焊接连接。当管涵发生变形时，通过第一固定板401和第二固定板402连接的第一连接杆302、第二连接杆304带动第一副尺301和第二副尺303发生同步位移，采用错位放大法读取第一副尺301、第二副尺303的0刻度位置对应的主尺101刻度，两次读数差值即为此装置的第一固定板401和第二固定板402两点间管涵相对变形，若需精确获取两点单独的变形量，可通过预先安装在主尺101固定支架上的棱镜201，采用全站仪测量主尺101位置变化，与第一副尺301、第二副尺303的位移差值即为两点各自的变形量，读取数据，两次测量数据差值即为管涵在此平面径向变形量。

测量数据采集及处理方法如下：主尺101设置有主尺刻度板，在固定支架201两侧对称设置，0刻度靠近固定支架201，刻度值取值范围根据管径及变形控制标准设置。第一副尺301、第二副尺303将其等间距划分为若干份，主尺101、第一副尺301、第二副尺303配套使用，采用错位放大法读数，测量数据精度0.01mm。两次测量数据差值即为此测量时间段管涵变形量，第一副尺301、第二副尺303的0刻度对应主尺101位置即为刻度读数，读数时，第一副尺301、第二副尺303的0刻度至主尺101与副尺刻度面板306重合位置分格数目n，乘以0.02mm，与第一副尺301、第二副尺303的0刻度对应主尺101位置前一整刻度读数相加，即为此次测量数据。

（1）针对施工监测任务，主要以管涵总变形量为控制指标，过圆心水平、垂直平面为变形控制位置，安装此测量监控装置，根据监控频次要求，采集数据。

（2）针对科研任务等需要准确获取管涵某一点变形量时，安装此测量监控装置后，采用装置上的棱镜配合全站仪测量装置中心位置（棱镜）延装置方向的位移，与第一副尺301、第二副尺303的位移差值，即为第一固定板401、第二固定板402位置（变形关注点）的变形量。

综上，基于错位放大法采用主尺101与第一副尺301和第二副尺302配套使用，通过固定在管涵上的第一固定板401和第二固定板402依次连接第一连接杆302和第二连接杆304，保证第一副尺301和第二副尺302与管涵发生同步变形，准确测量管涵某平面径向总变形量，针对某一点通过设置棱镜辅助测量，计算变形量，测量精度高，且操作简单，安装、拆卸方便，可重复多次使用。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种管涵变形测量监控装置，包括主尺（101）、第一连接杆（302）和第二连接杆（304），其特征在于，所述主尺（101）上设有棱镜（201），主尺（101）上滑动设有第一副尺（301）和第二副尺（303），第一副尺（301）和第二副尺（303）相互对称，第一连接杆（302）的一端和第二连接杆（304）的一端分别连接在第一副尺（301）的下方和第二副尺（303）的下方，第一连接杆（302）的另一端和第二连接杆（304）的另一端分别连接有第一固定板（401）和第二固定板（402）。

2.根据权利要求1所述的一种管涵变形测量监控装置，其特征在于，所述主尺（101）的上端中部设有固定支架（102），棱镜（201）可拆卸地设置在固定支架（102）上端，主尺（101）的侧面上端设有凸起前缘，主尺（101）的上端两侧均设有螺纹插销孔，螺纹插销孔上螺接有第一插销（103）和第二插销（104），主尺（101）两侧设有对称设置的主尺刻度板，主尺刻度板位于固定支架（102）的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种管涵变形测量监控装置，其特征在于，所述第一副尺（301）和第二副尺（303）的结构规格相同，第一副尺（301）和第二副尺（303）的内部设有副尺凹槽（305），副尺凹槽（305）的截面与主尺（101）和凸起前缘的截面相配套，第一副尺（301）和第二副尺（303）上均设有副尺刻度面板（306），副尺刻度面板（306）等间距分为若干份。

4.根据权利要求1所述的一种管涵变形测量监控装置，其特征在于，所述第一连接杆（302）和第二连接杆（304）的结构规格相同，第一连接杆（302）和第二连接杆（304）向外的一端均为螺杆状，螺杆状上均设有套管（403）。

5.根据权利要求4所述的一种管涵变形测量监控装置，其特征在于，所述第一固定板（401）和第二固定板（402）的一侧中心位置均固定有连接螺杆，连接螺杆分别连接在对应位置的套管（403）上，第一固定板（401）和第二固定板（402）的另一侧固定有四个螺栓（404）。

6.根据权利要求1所述的一种管涵变形测量监控装置，其特征在于，所述第一固定板（401）和第二固定板（402）采用钢材制成，且第一固定板（401）和第二固定板（402）的表面设有镀锌层。

Images