一种桥墩沉降自动化监测系统的制作方法

本实用新型涉及沉降监控设备，特别是一种桥墩沉降自动化监测系统。

背景技术：

目前新建公路下穿铁路桥墩项目中，使用的沉降自动化监测装置通常是静力水准仪，但这一装置在该类项目中存在如下几个缺陷：（1）静力水准装置需要水准管连通，但是新建公路左右侧的桥墩之间，由于施工的原因无法实现水准管的连通，进而无法将施工公路左右侧桥墩同时实现自动化观测；（2）自动化不彻底，在水准管无法连通的桥墩之间仍需辅以人工观测；（3）精度不高，易受温度影响。外界环境温度变化很容易影响到静力水准装置的观测变化。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种桥墩沉降自动化监测系统，通过光学测量技术检测各桥墩的相对沉降。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种桥墩沉降自动化监测系统，其包括监控平台以及若干桥墩沉降量监测装置；各所述桥墩沉降量监测装置与所述监控平台通讯连接；各所述桥墩沉降量监测装置用于分别设置在若干个桥墩上；所述桥墩沉降量监测装置包括激光发射器以及激光接收器；所述桥墩沉降量监测装置用于通过所述激光发射器向其他所述桥墩沉降量监测装置的所述激光接收器发射激光，以检测两个所述桥墩沉降量监测装置之间的相对位置。

所述桥墩沉降量监测装置包括两个所述激光接收器。

所述桥墩沉降量监测装置呈条形，所述激光接收器设置在所述桥墩沉降量监测装置的两端，所述激光发射器设置在所述桥墩沉降量监测装置的中部。

所述桥墩沉降量监测装置还包括数据处理装置，所述数据处理装置与所述激光发射器以及所述激光接收器电性连接。

所述桥墩沉降量监测装置还包括供电装置，所述供电装置与所述数据处理装置、所述激光发射器以及所述激光接收器电性连接。

所述数据处理装置包括无线通讯模块，所述无线通讯模块通过蓝牙、zigbee、2g、4g协议中的一种或多种与所述监控平台进行通讯连接。

本实用新型的优点是：（1）安装方便，可拆卸，可重复安装；（2）无需连接装置来实现桥墩之间的联系，通过激光原理测量，只要可视即可测量；（3）在下穿多条铁路并行或多股道的铁路桥墩情况下，可实现同线路和跨线路之间桥墩建立关联，测出其相对沉降关系；（4）检核条件多，可建立任意通视桥墩之间的相互沉降关系，还可实现桥墩左右侧的自检；（5）节省工作量，无需人工测量，大大节省人力物力；（6）不受天气环境等的影响。

附图说明

图1为桥墩沉降自动化监测系统的示意图；

图2为桥墩沉降监测装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2所示，图中标记1-7分别表示为：监控平台1、桥墩沉降监测装置2、桥墩3、激光发射器4、激光接收器5、数据处理装置6、供电装置7。

实施例：如图1、2所示，本实施例的桥墩沉降自动化监测系统包括监控平台1以及多个桥墩沉降量监测装置2。各桥墩沉降量监测装置2与监控平台1通讯连接；各桥墩沉降量监测装置2用于分别设置在若干个桥墩3上。桥墩沉降量监测装置2包括激光发射器4以及激光接收器5。桥墩沉降量监测装置2用于通过激光发射器4向其他桥墩沉降量监测装置2的激光接收器5。激光发射器4和激光接收器5之间按激光测距原理工作的，激光接收器5为一个带有激光反射装置的接收器，发射器接收到反射器5的激光回波，通过距离=（时间*光速）/2的原理测量距离。激光发射器4含有两个激光发射装置，并带有调节角度的装置，安装前手动调节指向对面桥墩的激光接收器，如图1所示，激光发射器4同时向激光接收器4、激光接收器5发射两束激光，以检测两个桥墩沉降量监测装置2之间的相对位置，从而检测安装有桥墩沉降量监测装置2的桥墩之间的相对沉降。

本实施例中，桥墩沉降量监测装置2包括两个所述激光接收器5。桥墩沉降量监测装置2呈条形，激光接收器5设置在桥墩沉降量监测装置2的两端，激光发射器4设置在桥墩沉降量监测装置2的中部。本实施例中，桥墩沉降量监测装置2的两个激光接收器5的接收范围朝向第一方向，桥墩沉降量监测装置2的激光发射器4的发射范围朝向与第一方向相反的第二方向。

桥墩沉降量监测装置2还包括数据处理装置6，数据处理装置6与激光发射器4以及激光接收器5电性连接。数据处理装置6用于处理激光测量得到的数据，数据处理装置6包括无线通讯模块，数据处理装置6通过无线通讯模块将检测到的数据传输至监控平台1。本实施例中，无线通讯模块通过蓝牙/zigbee/2g/4g协议与监控平台1进行通讯。桥墩沉降量监测装置2还包括供电装置7，供电装置7与数据处理装置6、激光发射器4以及激光接收器5电性连接。

在使用本实施例的桥墩沉降自动化监测系统监测多个桥墩3的沉降的过程中，在每个待监测的桥墩3上布设一个桥墩沉降量监测装置2。布置过程中，需要将各桥墩沉降量监测装置2的两个激光接收器5沿竖直方向布置，以使得两个激光接收器5的之间线段与桥墩3的轴线平行。

各桥墩3上的桥墩沉降量监测装置2构成级联结构，级联结构指的是，每个前级的桥墩沉降量监测装置2的激光发射器4向每个次级的桥墩沉降量监测装置2的激光接收器5发射激光，以测量前级的激光发射器4与次级的两个激光接收器5之间的距离l1和l2。由于前级的桥墩沉降量监测装置2的安装位置以及次级的桥墩沉降量监测装置2的安装位置位于桥墩3的已知位置，且桥墩3之间的距离为已知量，因此前级的激光发射器4与次级的激光接收器5之间的水平距离d同样为已知量。根据测量结果可以求得次级的桥墩沉降量监测装置2与前级的桥墩沉降量监测装置2之间的相对位置指标d,相对位置指标d的计算公式为：

，

其中，l1和l2分别为前级的激光发射器4与两个次级的激光接收器5之间的距离；d为前级的激光发射器4与次级的激光接收器5之间的水平距离。

通过相对位置指标d的历史数据可以得出次级的桥墩沉降量监测装置2与前级的桥墩沉降量监测装置2之间的竖向位置的变化，从而可以得出前级的桥墩3与次级的桥墩3之间的相对沉降高度。原因在于，当前级的桥墩3与次级的桥墩3之间产生不均匀的沉降时，前级的桥墩沉降量监测装置2与次级的桥墩沉降量监测装置2之间会存在相对的竖向位置变化，使得相对位置指标d的数值产生变化，因此通过相对位置指标d的历史变化情况可以得出前级的桥墩3与次级的桥墩3之间的相对沉降高度。

各桥墩3上的桥墩沉降量监测装置2构成级联结构，各桥墩沉降量监测装置2可以测量其所在的桥墩3与次级的桥墩3之间的相对沉降，因此只要测量出任意一个装有桥墩沉降量监测装置2的桥墩3的实际沉降高度，即可根据相对沉降数据得出各桥墩3的沉降高度。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。