一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于土木工程技术领域，具体来说，涉及到一种基于框架梁防护的边 坡坡表变形监测系统。
【背景技术】
[0002] 我国高速公路建设起步较晚，边坡问题的严重性已经暴露出来。虽然国外的公路 边坡监测已做到了实时监测，但国内的公路边坡监测预报进行得较少。长期以来，边坡工程 的安全性主要依靠设计来保证。但由于岩土体复杂，岩土力学尚具有半经验半理论的特点， 在时间和空间上对岩土工程的安全度作出准确的判断还有较大困难。因此对公路边坡特别 是对破坏后果严重的重点边坡应有相应的监测手段，做好监测与设计、施工、勘察的动态互 补，以监测与勘察指导设计、施工，确保工程安全性和公路的正常运营。
[0003] 目前，常规监测方法测点布设采用点式布设，点式传感器费用较高，且在进行测点 选择时常常根据经验布设，常带有一定盲目性，后期会出现某些部位出现过大变形但无监 测数据而导致工程病害的问题。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种经济省时、便捷高效的基于框架梁 防护的边坡坡表变形监测系统。
[0005] 本实用新型所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，所述边坡坡表 变形监测系统包括光纤2、沟槽3、框架梁4、绕线轴承5、钢筋骨架6、1/4圆形弯筋7、框架梁 模板8、PVC管9、框架梁混凝土 10、调制解调仪11和扎带12 ;所述沟槽3呈网格形挖设在 边坡坡表1上，其内铺设有能内置框架梁4的框架梁模板8 ;所述光纤2 -端缠在绕线轴承 5上，另一端沿着框架梁4的钢筋骨架6呈S型铺设；所述1/4圆形弯筋7设在框架梁4的 水平尽头，其一端与水平钢筋骨架601绑扎，另一端与竖向钢筋骨架602绑扎；所述PVC管 9设在光纤2的水平起始端2011和竖向末端2021 ;所述框架梁模板8能填充框架梁混凝土 10 ;所述调制解调仪11与水平起始端2011或竖向末端2021连接。
[0006] 本实用新型所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，所述沟槽3深 为 20-30cm。
[0007] 本实用新型所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，所述光纤2在 安装完后的外露长度3 50cm。
[0008] 本实用新型所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，所述框架梁模 板8与水平起始端2011相接处预留较光纤2直径大2mm的模板孔洞801。
[0009] 本实用新型所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，所述PVC管9 直径较光纤2直径大2mm，长度3 50m〇
[0010] 本实用新型所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，所述光纤2 - 端缠在绕线轴承5上，另一端沿着框架梁4的钢筋骨架6以最大水平距最小竖直距呈S型 铺设。
[0011] 与现有技术相比，本实用新型所述基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统通过 将光纤植入框架梁中，形成监测网络，由光纤变形感知边坡坡表变形，其对边坡变形的监测 覆盖范围和采集的变形数据远远大于传统点式监测方法，且因光纤比点式变形监测传感器 费用低，解决了传统点式监测方法测点数量与监测费用相矛盾的难题，提高了边坡监测效 率，故可广泛应用于公路边坡、铁路边坡在框架梁防护条件下的坡表变形监测。
【附图说明】
[0012] 图1 :边坡坡表变形监测系统整体图；图2 :光纤绑扎位置剖面图；图3 :水平框 架与竖向框架交点处1/4圆形弯筋示意图；图4 :孔洞处PVC管示意图；光纤-2、水平光 纤-201、竖向光纤-202、转弯处光纤-203、水平起始端-2011、竖向末端-2021、沟槽-3、框 架梁-4、水平框架梁-401、竖向框架-402、绕线轴承-5、钢筋骨架-6、水平钢筋骨架-601、 竖向钢筋骨架-602、1/4圆形弯筋-7、框架梁模板-8、模板孔洞-801、PVC管-9、框架梁混 凝土 -10、调制解调仪-11、扎带-12。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合具体的实施例对本实用新型所述的基于框架梁防护的边坡坡表变形监 测系统做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
[0014] 实施例1
[0015] -种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，所述边坡坡表变形监测系统包括 光纤2、沟槽3、框架梁4、绕线轴承5、钢筋骨架6、1/4圆形弯筋7、框架梁模板8、PVC管9、 框架梁混凝土 10、调制解调仪11和扎带12 ;所述沟槽3呈网格形挖设在边坡坡表1上，其 内铺设有能内置框架梁4的框架梁模板8 ;所述光纤2 -端缠在绕线轴承5上，另一端沿着 框架梁4的钢筋骨架6以最大水平距最小竖直距呈S型铺设；所述1/4圆形弯筋7设在框 架梁4的水平尽头，其一端与水平钢筋骨架601绑扎，另一端与竖向钢筋骨架602绑扎；所 述PVC管9设在光纤2的水平起始端2011和竖向末端2021 ;所述框架梁模板8能填充框 架梁混凝土 10 ;所述调制解调仪11与水平起始端2011或竖向末端2021连接；所述沟槽3 深为20-30cm ;所述光纤2在安装完后的外露长度3 50cm ;所述框架梁模板8与水平起始端 2011相接处预留较光纤2直径大2mm的模板孔洞801 ;所述PVC管9直径较光纤2直径大 2mm，长度兰50m。
[0016] 现有某高速公路黄土边坡，一级边坡坡长9 m，水平框架间距从下到上依次为 I. 5m、3m、3m、l. 5m，竖直框架间距3m，框架梁截面为20cmX30cm，钢筋骨架为6肢φ16螺纹 钢筋，扎带为φΜ螺纹钢筋，扎带间距20cm。该边坡坡表变形监测系统的具体安装操作为： ①根据设计和规范中对边坡坡面变形的监测要求（三层水平框架梁，呈"S"形布设），将 需要监测测点用光纤覆盖，计算光纤需要长度，本实施例需要光纤长度为43m(水平：3mX4 个X3层=36m，竖向：3mXl个X2层=6m，两端各预留0. 5m，光纤方便保护和后期数据采 集，合计36m+6m+lm = 43m);②在边坡坡表按设计要求挖出沟槽，沟槽深度为20cm，供后续 框架梁嵌入坡面，使框架梁与边坡坡面变形协调一致；③将光纤缠绕到绕线轴承上，光纤通 过第一层水平框架梁中钢筋骨架进行固定，呈"S"形布设，将绕线轴承上光纤从第一层左侧 水平框架梁钢筋骨架内侧穿入，直至绕线轴承上光纤剩余50cm，将穿入水平框架梁的光纤 依次拉直，并从左侧按箍筋间距用扎带依次绑扎到框架梁的受力主筋内侧，直至将穿入水 平框架梁中光纤全部固定到水平钢筋骨架内侧；④制作1/4圆形弯筋，将该弯筋绑扎在第 一层水平框架梁右侧与竖向框架梁交点钢筋处，1/4圆形弯筋一端与绑扎光纤的水平钢筋 绑扎，另一端与竖向受力钢筋绑扎，将水平光纤通过1/4圆平顺过渡到竖向框架钢筋骨架 内侧中，光纤转弯处，扎带适当加密，防止光纤脱离1/4圆形弯筋导致光纤光损耗过大，影 响后期数据采集，将光纤自下而上穿过第一层右侧竖向光纤，将剩余光纤缠绕到绕线轴承 上；⑤架设第一层框架梁模板，将光纤起始端与竖向光纤末端用PVC管保护好，且该处模板 预留PVC管大小孔，封堵严实，避免漏出混凝土浆液污染光纤，浇筑第一层框架梁混凝土； ⑥按上述类似方法，完成全部光纤布设；⑦将分布式光纤调制解调仪接入光纤任意一端点， 采集光纤沿整个框架梁结构的光信号信息，经过后期处理作为初始读数，定期读取光纤变 形数据，同初始读数对比，即得到框架梁结构变形，由于框架梁嵌在边坡坡表内，框架结构 变形与边坡坡表变形可认为协调一致，即可得到边坡坡表变形。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型所述基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统通过 将光纤植入框架梁中，形成监测网络，由光纤变形感知边坡坡表变形，其对边坡变形的监测 覆盖范围和采集的变形数据远远大于传统点式监测方法，且因光纤比点式变形监测传感器 费用低，解决了传统点式监测方法测点数量与监测费用相矛盾的难题，提高了边坡监测效 率，故可广泛应用于公路边坡、铁路边坡在框架梁防护条件下的坡表变形监测。
【主权项】
1. 一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，其特征在于，所述边坡坡表变形监 测系统包括光纤（2)、沟槽（3)、框架梁（4)、绕线轴承（5)、钢筋骨架（6)、1/4圆形弯筋（7)、 框架梁模板（8)、PVC管（9)、框架梁混凝土（10)、调制解调仪（11)和扎带（12);所述沟槽 (3)呈网格形挖设在边坡坡表（1)上，其内铺设有能内置框架梁（4)的框架梁模板（8);所 述光纤（2) -端缠在绕线轴承（5)上，另一端沿着框架梁（4)的钢筋骨架(6)以最大水平 距最小竖直距呈S型铺设；所述1/4圆形弯筋（7)设在框架梁（4)的水平尽头，其一端与水 平钢筋骨架（601)绑扎，另一端与竖向钢筋骨架（602)绑扎；所述PVC管（9)设在光纤（2) 的水平起始端（2011)和竖向末端（2021);所述框架梁模板（8)能填充框架梁混凝土（10); 所述调制解调仪（11)与水平起始端（2011)或竖向末端（2021)连接。2. 根据权利要求1所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，其特征在 于，所述沟槽（3)深为20-30cm。3. 根据权利要求1所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，其特征在 于，所述光纤（2)在安装完后的外露长度3 50cm。4. 根据权利要求1所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，其特征在 于，所述框架梁模板（8)与水平起始端（2011)相接处预留较光纤（2)直径大2mm的模板孔 洞（801)。5. 根据权利要求1所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，其特征在 于，所述PVC管（9)直径较光纤⑵直径大2mm，长度兰50m。6. 根据权利要求1所述的一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统，其特征在 于，所述光纤（2) -端缠在绕线轴承（5)上，另一端沿着框架梁（4)的钢筋骨架(6)以最大 水平距最小竖直距呈S型铺设。
【专利摘要】本实用新型涉及到一种基于框架梁防护的边坡坡表变形监测系统。其包括光纤、沟槽、1/4圆形弯筋、框架梁模板、PVC管、框架梁混凝土和调制解调仪；所述沟槽呈网格形挖设在边坡坡表上，其内铺设有能内置框架梁的框架梁模板；所述光纤一端缠在绕线轴承上，另一端呈S型沿着框架梁的钢筋骨架铺设；所述1/4圆形弯筋设在框架梁的水平尽头，其一端与水平钢筋骨架绑扎，另一端与竖向钢筋骨架绑扎；所述PVC管设在光纤的水平起始端和竖向末端；所述框架梁模板能填充框架梁混凝土；所述纤调制解调仪与水平起始端或竖向末端连接。与现有技术相比，本实用新型对边坡变形的监测覆盖范围和采集的变形数据远远大于传统点式监测方法，且传感器费用低。
【IPC分类】G01B11/16
【公开号】CN204831211
【申请号】CN201520322235
【发明人】孙志杰, 申俊敏, 张军, 董立山, 赵建斌, 马林, 员康锋, 朱晓斌, 张艳聪, 刘志胜
【申请人】山西省交通科学研究院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年5月18日