[实用新型]监测高速铁路结构物沉降的设备

说明书

技术领域

本实用新型属于测绘科学与技术领域，特别涉及高速铁路结构物的沉降监测设备。

背景技术

我国铁路正在实现跨越式发展，新建高速客运专线和改造既有铁路提速建设方兴未艾。高速行车要求线路结构提供高平顺性的轨道系统。如何精确的监测结构物的沉降变形成为了高速铁路的关键技术问题。

传统的沉降变形监测设备主要有两大类：一是常规的测量设备(大地测量与摄影测量)；二是物理学传感器设备。常规的测量设备具有测量精度高、资料可靠等优点，但又有观测工作量大、效率低，受气候影响大，不易实现连续和自动化监测，并要求监测点与基点通讯等缺点。物理学传感器如：沉降测试仪器，如剖面沉降仪、磁环沉降仪、电测杆式沉降仪等虽有体积小、寿命长、测量方法简便、采集资料可靠等优点。但是，其观测工作量大、抗震动能力低、受气候影响大且不易实现连续和自动化监测，在精度上也很难满足客运专线沉降观测的要求。而电子水准仪和全站仪，虽能精确测试地基建筑物沉降变形，但需要设置地面基准点，且受气候环境因素影响极大，严重影响现场测试精度。

综上所述，需要开发一种高精度、受环境影响小、测试方法简单、能满足在结构物沉降变形的精确测试设备。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种监测高速铁路结构物沉降的设备，它能实现高速铁路结构物沉降的自动化连续监测，该设备结构简单、成本低、精度高、受环境影响小能在恶劣环境下进行监测。

本实用新型实现其发明目的所采用的技术方案是：一种监测高速铁路结构物沉降的设备，其特征在于：储液器上部有密封盖，储液器中下部装有传压液，储液器上部通过气管与压力变送器的压力引入端一相连，储液器的下部通过传压管与压力变送器的压力引入端二相连，压力变送器的电信号输出端与数据采集传输系统电连接，数据采集传输系统与控制中心通讯。

本实用新型的使用方法如下：

A、设备安装：将所述的储液器底部用膨胀螺丝固定在待测沉降面上，压力变送器固定在基准桩或零沉降处；

B、监测：首先数据采集传输系统及控制中心读取压力变送器的初始电信号读数R₀；在监测过程中，连续读取压力变送器的电信号读数R_i，下标i为数据读取次数的序号；

C、待测沉降面高度的计算：

当压力变送器为线性传感器时，第i次读数对应的待测沉降面的高度值S_i为：S_i＝kR_i+b，式中，k、b分别为一次项和常数项的拟合系数，通过室内仪器标定确定，为拟合系数，通过室内仪器标定确定；

当压力变送器为非线性传感器时，第i次读数对应的待测沉降面的高度值S_i则为：k₂、k₁、b二次项、一次项和常数项的拟合系数，均通过室内仪器标定实验并利用最小二乘法确定；

D、得出待测沉降面的沉降值

第i次读数对应的待测沉降面的沉降值Δh_i，由下式得出：

Δh_i＝I_tiS_i-I_t0S₀

式中，I_ti为第i次读数时的温度ti对应的总修正系数，I_ti＝span{I_mti，I_lti，I_yti}；I_mti、I_lti、I_yti分别为第i次读数时的温度ti所对应的液体密度修正系数、管路长度修正系数和压力变送器空载修正系数，span{I_mti，I_lti，I_yti}为I_mti、I_lti、I_yti张成的线性空间；

E、数据处理：

控制中心将储存每次监测到的待测沉降面的沉降值Δh_i，并进行处理后画出待测沉降面的位移时程曲线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：