[实用新型]一种大跨度桥梁挠度监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于桥梁工程的桥梁挠度监测装置，尤其是适用于大跨度的连续梁桥、连续刚构桥、斜拉桥和悬索桥的挠度长期实时监测，属于桥梁工程建筑领域，具体地说是涉及一种适用于大跨度桥梁工程挠度的实时监测装置。

背景技术

在现有技术中，桥梁工程结构中的挠度测量，桥梁竖向位移的监测一般采用全站仪、反射镜法或者水准仪，这些方法无法实现桥梁挠度的连续观测，也无法实现桥梁挠度的自动化处理，只能作为桥梁定期监测的一种手段，而且存在在人为参与环节中增加误差产生的缺陷。对于中小跨度桥梁其挠度较小，一般无人职守桥梁挠度监测采用液位测量来实现，液位测量的方法有很多，如直读法、浮力法、静压法、电容法、放射性同位素法、超声波法、微波法及激光法等。但对于大跨度桥梁因挠度较大，无人值守桥梁长期健康监测的挠度监测一直是难点，实现起来也比较困难。

发明内容

本实用新型提供一种大跨度桥梁挠度监测装置，通过在桥梁挠度监测布置点上设置压力变送器，将各监测点处梁体发生竖向位移变化引起的水管水压力值转化成电模拟信号加以采集，经A/D转换后通过485信号传输线路将转换形成的压强信号传输至工业控制计算机，再按照压强和高程的线性数学关系计算，结合全桥的压力变送器布置的编组情况存入工业控制计算机的数据库中，实现全桥的关键点的实时挠度测量，进而实现大跨度桥梁挠度长期健康监测。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

桥梁挠度监测装置主要由水箱a、水管b、压力变送器c、485传输线路d、A/D转换卡e和工业控制计算机f组成。整个装置分为水路、电路和计算机三个部分，其中水路部分主要由水箱a、水管b、压力变送器c构成；电路部分由A/D卡e和485传输线路d以及一些附属开关电路组成；计算机部分由工业控制计算机f以及相应的计算程序和数据库组成。首先将水箱a安装在桥梁上，水箱a安装点确定的原则是水箱a安装高度要高于任意监测布置点压力变送器c的高度，以保证水箱a中的液体流入与水箱a底部连接的水管b和与压力变送器c连接的分水管，并产生相应的管压，水管b和分水管构成水路，在水箱a的底部设置一个基准压力变送器；水箱a中的液体采用防冻、防腐溶液保证了整个装置能长期稳定使用。压力变送器c的量程根据实际需要进行调节，精度和量程根据各桥梁的变形的大小进行确定；压力变送器c分别安装于按照有限元计算的最优化方式确定的挠度监测布置点处，并通过安装支座，螺栓固定在桥梁的底板或者加劲肋上，以防止压力变送器c在桥梁上移动、滑动和跳动，同时为了防止压力变送器c的积灰和人为损坏，在压力变送器c上设置专用的设备罩子，压力变送器c与水管b通过分水管连接；485传输线路d采用屏蔽双绞线，保证线路能传输足够的距离而不衰减、失真；为了减小由于线路传输距离长而产生的信号衰减、失真等现象，在线路中间位置设置信号中继器，中继器的数量根据信号的衰减程度进行设置；由于水箱a中的液体液面和压力变送器c不在一个平面上，压力变送器c处的分水管具有一定的压力，压力变送器c将其对应挠度监测布置点的水压转换为4～20mA的电流信号，通过485传输线路d传至A/D转换卡e进行模/数转换，转换后的数据信号作为压强信号，再通过485传输线路传至工业控制计算机f中按照压强和高程的线性数学关系进行计算、编组存储，以便于对处理后数据的显示和查询。同样，设置在水箱a底部的基准压力变送器将水箱a底部的水压转换为4～20mA的电流信号，也通过485传输线路d传至A/D转换卡e进行模/数转换，转换后的数据信号作为基准压强信号，再通过485传输线路传至工业控制计算机f中作为基准值用于对比计算和存储。在温度变化或荷载作用下桥梁梁体发生挠度时，桥梁梁体会产生竖向位移变化，压力变送器c随着桥梁梁体的竖向位移同时发生变化，而水箱a中的液面基本保持不变，压力变送器c将其对应挠度监测布置点的压力记录下来，通过压力和水柱高度的线性关系计算其对应挠度监测布置点桥面标高，通过一段时间的记录数据，可以得到对应时段的桥梁挠度变化数据，实现大跨度桥梁挠度实时监测。

本实用新型的优点：

1、具有高度的准确性和实时性，实现了桥梁的连续挠度监测，对桥梁的趋势分析提供了客观可靠的数据；

2、便于制作和安装；

3、具有高度的可靠性，能够对出现问题的线路和仪器提前报警，方便维修，对桥梁安全提供报警功能；

4、根据不同桥梁的设计、施工要求，结合压力变送器量程和精度大小、使用寿命等要求，可合理选择不同精度和量程的压力变送器进行测量。

附图说明