[发明专利]基于位移传感器的水下混凝土工程伸缩缝在线监测装置

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构工程安全监测领域，具体涉及一种水下混凝土工程伸缩缝在线监测装置，特别用于地铁隧道伸缩缝在线监测。

背景技术

在现有的混凝土结构中，例如挡水坝、蓄水池、地铁、涵洞、水闸、隧道等地下工程中，由于不能连续浇筑或由于地基沉降(地震)的变形，或由于温度的变化引起的混凝土构件的热胀冷缩等原因，在浇筑时常留有变形缝、施工缝等伸缩缝。为了保障工程安全，需要对伸缩缝进行监测。一般将位移传感器安装在混凝土工程上，通过位移采集器采集伸缩缝位移量，从而实现在线监测。传统位移传感器可在无水压或低水压状态下测量，但是传统位移传感器不能安装在深水水底，地铁隧道在沿江附近，内部水压较高，传统位移传感器容易失效。其他高水压水下混凝土工程也存在这个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于位移传感器的水下混凝土工程伸缩缝在线监测装置，以解决地铁隧道伸缩缝之间的水底多向位移测量问题，在高水压下实现隧道底部伸缩缝的实时在线监测，为地铁隧道结构安全监测提供有效依据。

本发明通过下述技术方案来实现。

一种基于位移传感器的水下混凝土工程伸缩缝在线监测装置，包括支座、球头万向节、密封管、位移传感器、支架，其特征在于：所述支座上安装球头万向节，该球头万向节与密封管的一端相连；支架上安装球头万向节，该球头万向节与位移传感器相连，位移传感器的测量端置于密封管内，通过密封管密封位移传感器，位移传感器与位移数据采集器通信连接。

进一步优选，所述支座包括第一支座和第二支座，第一支座和第二支座上分别安装有球头万向节，所述支架是V型支架，V型支架的两条支臂上分别安装有球头万向节，所述密封管包括第一密封管和第二密封管，所述位移传感器包括第一位移传感器和第二位移传感器，第一密封管的一端与第一支座上的球头万向节相连，第一位移传感器的测量端置于第一密封管内，第一位移传感器的另一端与V型支架的其中一条支臂的球头万向节相连，第二密封管的一端与第二支座上的球头万向节相连，第二位移传感器的测量端置于第二密封管内，第二位移传感器的另一端与V型支架的另一条支臂的球头万向节相连。

进一步优选，所述第一位移传感器垂直于伸缩缝方向，所述第二位移传感器与伸缩缝方向呈45度夹角。

进一步优选，所密封管与位移传感器通过密封圈密封结构设计行成动态密封，即密封管与位移传感器可相对滑动，实现隧道水底位移的测量。

一种基于位移传感器的水下混凝土工程伸缩缝在线监测方法，采用上述装置分别测量垂直于伸缩缝方向的位移以及与伸缩缝成45度夹角方向的位移。

本发明中两端的球头万向节可以使位移传感器能够各向活动，同时通过两个相同的测量装置，分别可以测量垂直于伸缩缝方向以及45度方向的位移测量，当伸缩缝产生相对位移时，可以准确查询到位移数据，并在位移达到预警值时提供预警。

本发明解决了传统位移传感器不能安装在深水水底的问题，地铁隧道在沿江附近，内部水压较高，通过此种方式实现隧道水底伸缩缝的实时测量，避免了因传感器进水损坏而导致无法测量数据的问题。

附图说明

图1是隧道伸缩缝在线监测装置安装示意图(俯视)；

图2是隧道伸缩缝在线监测装置安装示意图(正视)。

具体实施方式

为了更好的说明本发明，以便本领域技术人员实施应用，下面结合附图和实施例作详细说明。

以水底地铁隧道伸缩缝测量，高水压下裂缝实时位移在线监测为例。将两个支座(1)预先固定在隧道伸缩缝的一侧，V型支架(5)预先固定在隧道伸缩缝的另一侧，V型支架(5)的两条支臂上分别安装球头万向节(2)，V型支架(5)的两条支臂呈45度夹角，两个支座(1)上也分别安装球头万向节(2)，两条支臂上的球头万向节(2)分别与一个位移传感器(4)的一端相连，位移传感器(4)的另一端(即测量端)置于密封管(3)内，密封管(3)与对应的支座(1)上的球头万向节(2)相连。其中一个位移传感器(4)垂直于隧道伸缩缝方向，另一个位移传感器(4)与隧道伸缩缝方向呈45度夹角。当然，两个位移传感器(4)与隧道伸缩缝方向的角度关系可以变化，如选择60度夹角。位移传感器(4)与位移数据采集器通信连接，位移数据采集器获取位移数据进行处理并上传至PC端。

本发明中，密封管(3)与位移传感器(4)之间的动态密封，当隧道伸缩缝发生相对位移时，位移传感器(4)与密封管(3)也产生相对滑动，位移传感器测量端的顶针产生收缩或者伸长，此时产生位移信号，通过PC端软件就可以测量出该处的位移。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。