路桥沉降差实时监测系统的制作方法

本实用新型属于桥梁监测技术领域，尤其涉及一种路桥沉降差实时监测系统。

背景技术：

桥头跳车是目前我国公路质量通病之一，它是指在桥梁与路基交界处由于桥台与路堤沉降不一致，而导致桥头处出现错台，致使车辆行驶在这一位置时，产生颠簸、跳跃的现象。特别是近年来随着我国高等级公路的迅速发展，行车速度不断提高，交通密度不断增加，荷载不断加重，桥头跳车现象尤为普遍，高等级公路对路桥过渡段的要求也越来越高。桥头跳车不仅严重影响行车的速度、安全、舒适，同时也会对汽车产生危害，降低车辆使用寿命，而且由于产生过大的冲击荷载，会对桥涵结构造成危害，影响其正常工作性能，并且对桥涵与路面连接处造成频繁破坏。因此，综合分析和讨论桥头跳车问题，提出防治桥头跳车处理措施，对我国公路建设有着重大的理论和现实意义。国内外众多学者都对这个问题进行了大量理论与试验研究，认为引起桥头跳车的主要原因之一是桥梁的沉降与桥头路基的沉降不一致。一般地，路基是由填土构成的，在路面车辆荷载的反复作用下，其沉降量通常要比桥梁的沉降量大很多，这时在桥头路基与桥梁的交接处，就会产生一个沉降差，进而引起桥头跳车。对路与桥沉降差进行实时监测，获得沉降差的发展规律，是研究桥头跳车产生的原因以及如何提出处理措施的基础工作。从工程应用现状来看，目前还缺乏有效的路桥沉降差实时监测的技术手段。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种安装方便、精度较高的路桥沉降差实时监测系统，以实现对路桥沉降差的实时监测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

路桥沉降差实时监测系统，主要由连通管系统和远程采集箱组成，连通管系统包括桥梁端液位计、路基端液位计及其相互连通的连通管，远程采集箱连接液位计。

连通管系统中灌注防冻液，连通管为PVC纤维增强软网管，静力水准数据实时采集装置通过数据传输线连接液位计。

液位计具有安装支架，安装支架由调节螺杆、固定螺栓、固定钢板和调节螺母组成。

针对路桥沉降研究当中缺乏沉降差监测数据的问题，发明人利用连通管液位平衡原理，设计研制了一种路桥沉降差实时监测系统，主要由连通管系统和静力水准数据实时采集装置组成，连通管系统包括桥梁端液位计、路基端液位计及其相互连通的连通管，静力水准数据实时采集装置连接液位计和拉线式位移传感器。据此，利用连通管原理和液位计对路桥沉降差进行实时监测，推导得到了路桥沉降差的科学计算公式式(1)～(3))，并利用液位计传感器和远程采集系统建立了相应的路桥沉降差实时监测方法。该方法自动化程度高，不用人为干预，降低了人的劳动强度，监测结果精度可达到0.1mm的级别。其中，连通系统采用防冻液作为连通液体，可满足在负温情况下工作，全天候实时了解路桥沉降差情况。同时，可根据各类桥梁结构特点，调整各监测点的安装位置或增减测点，实现监测点自由组网。将本实用新型应用于桥梁健康监测领域，可实现高精度、自动化、实时动态地测量桥头路基与桥梁的沉降差，为桥头沉降差的研究提供基础数据。

附图说明

图1是路桥沉降差实时监测系统组成示意图。

图2是路液位计安装底座侧视示意图。

图3是路液位计安装底座俯视示意图。

图4是实施例1的路桥沉降差计算示意图。

图中：1路基，2桥梁，3液位计，4安装支架，5连通管，6数据传输线，7远程采集箱，8桥台，9调节螺杆，10固定螺栓，11固定钢板，12调节螺母。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型的监测系统主要由连通管系统和静力水准数据实时采集装置组成，连通管系统包括桥梁端液位计、路基端液位计及其相互连通的连通管，静力水准数据实时采集装置7通过数据传输线6连接液位计。连通管5为PVC纤维增强软网管，连通管系统中灌注防冻液；液位计3具有安装支架4，安装支架由调节螺杆9、固定螺栓10、固定钢板11和调节螺母12组成，三根调节螺杆和调节螺母可调节液位计安装高度及调节水平，调节范围50cm～100cm。该监测系统可根据各类桥梁结构特点，调整各监测点的安装位置或增减测点，实现监测点自由组网。以下通过实例进一步说明本实用新型如何实施，其中桥梁端液位计设为1个、路基端液位计设为3个。

实施例1(如图4所示)

(1)选用量程H的液位计，利用安装支架在桥梁2靠近梁端20cm的主梁上安装桥梁端液位计A，通过调节螺母将液位计安装调节水平，安装高程为Ha；

(2)在距路桥交界处50cm、150cm、220cm的路基1上安装路基端液位计B、C、D，通过调节螺母将液位计安装调节水平，安装高程调节为Hb、Hc、Hd，Hb、Hc、Hd与Ha相对偏差不超过±10mm；

(3)利用PVC纤维增强软网管及三通连接桥梁端液位计A、路基端液位计B、C、D组成连通管系统；

(4)利用4芯电缆线将桥梁端液位计A、路基端液位计B、C、D的数据线连接至远程采集箱；

(5)利用压力泵往连通管系统中灌注防冻液；打开液位计A、B、C、D通气孔，利用网管连接连通管系统与压力泵进行加压灌注(防连通管中出现气泡，避免出现因连通管气泡影响连通液体平衡流动而导致系统失真的情况)，直至液位计A、B、C、D的液位达到液位计量程的一半位置，即液位计测量读数达到H/2。

(6)测量灌注完成后的桥梁端液位计A、路基端液位计B、C、D的传感器初始读数记为h_a、h_b、h_c、h_d；

(7)在后期监测过程中，利用远程采集箱实时测量桥梁端液位计A、路基端液位计B、C、D的传感器读数，记为h′_a、h′_b、h′_c、h′_d，采用公式计算出路桥沉降差，公式为：

Δh₁＝(h_a-h_b)-(h′_a-h′_b) (1)

Δh₂＝(h_a-h_c)-(h′_a-h′_c) (2)

Δh₃＝(h_a-h_d)-(h′_a-h′_d) (3)

式中Δh₁、Δh₂、Δh₃分别表示B、C、D三个测点位置处路基与桥梁的沉降差，正号表示路基沉降大于桥梁沉降，负号表示路基沉降小于桥梁沉降，沉降差最大量程可达到H。

实施例1测试结果见表1。

表1实施例1测试结果