专利名称：一种预制桩倾斜实时监测和报警装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种预制桩倾斜实时监测和报警装置。
背景技术：
桩基是一种古老的基础型式。桩工技术经历了几千年的发展过程。现在，无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。在某些情况下，采用桩基可以大量减少施工现场工作量和材料的消耗。随着桩基础的不断推广应用，预制桩在施工过程中的问题也逐渐突显，由于场地不平、稳桩时桩不垂直等原因导致基桩在沉入过程中会产生倾斜。当基桩倾斜角度达到一定角度后将会导致基桩无法正常使用，造成巨大的经济损失。在本发明之前，涉及有关倾角测量装置的报道，如2012年公开的中国专利“基桩倾斜实时监测预警系统”，采用测斜传感器和陀螺仪传感器安装在基桩上，和基桩一起打入地下，并通过导线引出，连接到信号采集器上，以此对基桩倾斜进行实时监测。但是导线的设置，将导致基桩施工的不便，且将测斜传感器和陀螺仪传感器安装在基桩上一起打入土中，无疑增加了基桩施工的成本，由于不能回收利用，故也是对资源的一种浪费。又因为该监测预警系统还存在不可重复利用，实时监测成本较高、不便于监测等问题，还急需研发一种施工方便、可重复利用、造价低廉的预制桩倾斜实时监测和报警装置
发明内容
本发明的目的是为了解决已有技术存在的问题，而提供一种结构简单，使用方便，可重复使用，可节约施工成本的预制桩倾斜实时监测和报警装置。本发明为了实现上述目的，所采取的技术方案为:提供一种预制桩倾斜实时监测和报警装置，包括机箱，挂钩和报警机构，所述的机箱为长方形箱体，机箱外上部设有挂钩和扩音器；机箱内上部固定有连接杆，连接杆的底部有圆球形槽，机箱内下部设有中心轴盘，异形杆连接所述的中心轴盘与连接杆；所述的中心轴盘为一个圆杆与圆盘组合的结构，圆杆的顶端有锥形槽，中心轴盘通过螺钉固定在机箱底部；所述的异形杆上端为半球形，下端为倒圆锥形，异形杆的半球形端安装在连接杆底部圆球形槽内，异形杆的倒圆锥形端插在中心轴盘的圆杆顶端的锥形槽中；异形杆下部通过重锤线绑定一个重锤，异形杆上通过连杆固定有水银罐；所述的水银罐内装有水银，水银罐顶部留有2个小孔，其余密封；水银罐上方固定有电器盒；所述的报警机构设有电器盒、扩音器和报警电路，报警电路中通过导线串接有电池、闪烁灯、报警器，以及采用长铜丝和短铜丝组成的专用导线，长铜丝和短铜丝的一端穿过水银罐顶部留有的2个小孔，并伸进水银罐中；所述的报警器通过导线与扩音器连接。所述的机箱为一个设有顶盖、透明的长方形箱体。
所述的水银罐中装有水银，水银液位为刚触及插在水银罐中长铜丝的末端。所述的水银罐垂直于水平面时，伸进在水银罐中的长铜丝和短铜丝末端的连线与水平面组成的夹角为α角，当水银罐倾斜角度达到或大于α角时，水银罐中的长铜丝和短铜丝一同浸入水银中，使长铜丝和短铜丝短接，报警电路接通，报警器发出报警声，报警声通过扩音器扩音提示出现倾斜状态，闪烁灯开始闪烁，通过观察闪烁灯的方位得出预制桩倾斜的方向。本发明的一种预制桩倾斜实时监测和报警装置与现有技术相比具有如下优点:I)本发明的监测和报警装置是安装在预制桩上部的外表面，便于工程施工。2)本发明的监测和报警装置结构简单，制作方便，造价低廉。3)将本发明的监测和报警装置挂在预制桩上可以通过报警声获得预制桩倾斜的警示，还可通过观察闪烁灯的方位得出预制桩倾斜的方向，实现了对预制桩施工倾斜状态的实时动态监测，可对预制桩的施工起指导作用。待预制桩施工后期，在预制桩完全打入土中前将本装置取下，装置 可以重复使用，极大地节约了施工成本。
图1为本发明的预制桩倾斜实时监测和报警装置结构示意图。图2为本发明的装置中连接杆仰视示意图。图3为本发明的装置中中心轴盘结构俯视示意图。图4为本发明的装置中异形杆的结构示意图。图5为本发明的装置中电器盒和水银罐结构示意图。图6为本发明的装置中报警机构的电路连接示意图。图7为将本发明的装置挂在预制桩槽口上的状态示意图。上述图中:1_机箱、2-挂钩、3-扩音器、4-连接杆、5-电器盒、6_水银罐、7_异形杆、8-重锤线、9-重锤、10-中心轴盘、11-水银、12-长铜丝、13-短铜丝、14闪烁灯、15-电池、16-报警器、17-预制桩、18-槽口、41-圆球形槽、101-圆杆、102-锥形槽、103-圆盘。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。实施例1:本发明的一种预制桩倾斜实时监测和报警装置，其结构如图1所示，包括机箱1，挂钩2和报警机构，所述的机箱I为一透明的长方形塑料箱体，箱体外侧上部设有挂钩2和扩音器3 ;打开塑料机箱I的顶盖可以方便更换电池15 ;机箱I内上部固定有连接杆4，参见图2，连接杆4的底部有圆球形槽41。机箱I内下部设有中心轴盘10，异形杆7连接所述的中心轴盘10与连接杆4。参见图3。所述的中心轴盘10为一个圆杆101与圆盘103组合的结构，圆杆101的顶端有锥形槽102，中心轴盘10通过螺钉固定在机箱I底部。参见图4。所述的异形杆7上端为半球形，下端为倒圆锥形，异形杆的半球形端安装在连接杆4底部圆球形槽41内，异形杆7的倒圆锥形端插在中心轴盘10的圆杆101顶端的锥形槽102中；异形杆7下端通过重锤线8绑定一个重锤9，异形杆7上通过连杆固定有水银罐6。
参见图5。所述的水银罐6内装有水银11，水银罐6顶部留有2个小孔，其余密封；水银罐6上方固定有电器盒5。参见图6。所述的报警机构设有电器盒5、扩音器3和报警电路，报警电路中通过导线串接有电池15、闪烁灯14、报警器16，以及采用长铜丝12和短铜丝13组成的专用导线，长铜丝12和短铜丝13的一端穿过水银罐6顶部留有的2个小孔后，伸进水银罐中，将长铜丝12和短铜丝13分别固定及作好密封处理。所述的报警器16通过导线与扩音器3连接。实施例2:本发明的一种预制桩倾斜实时监测和报警装置的工作过程:第一步:在预制桩17的上部设置一个槽口 18，将本发明实施例1提供的装置通过挂钩2挂在槽口 18中，如图7所示。第二步:打入预制桩17，打预制桩过程中，当预制桩发生倾斜后，重锤9在重力的作用下向预制桩17倾斜所指的铅垂面运动；由于异形杆7的顶端为半球体，置入连接杆4底部圆球形槽41中，异形杆7的倒圆锥体的底端插入中心轴盘10的锥形槽102中，这种结构使异形杆7可以绕其自身的中心轴自由旋转，异形杆7的转动带动固定在异形杆7上的水银罐6、电器盒5和闪烁灯14也运动到预制桩倾向所在的铅垂面，此时水银罐6内的水银面与插入在水银罐6内长铜丝12、短铜丝13末端的连线组成的夹角发生变化，这时的夹角，实际即为预制桩倾斜的倾角。且当预制桩倾斜的角度达到设计的α或大于α时，水银罐6中的长铜丝12、短铜丝13末端会都浸入水银11中，在报警机构的报警电路中起导线作用的长铜丝12、短铜丝13通过水银11短接，使报警电路构成闭合回路，报警器16开始报警，闪烁灯13开始闪烁，且报警器16发出的警报声通过安装在机箱I外壁上的扩音器3放大，以保证工作人员能听到，工作人员再通过观察闪烁灯的方位得出预制桩倾斜的方向。第三步:对预制桩17采取纠偏纠斜措施后，短铜丝13就与水银面脱离，报警电路断开，警报解除，闪烁灯1 3熄灭。继续进行打入预制桩17的施工，在预制桩17打入临近接触土体前，将本发明的监测和报警装置取下，用于下一个预制桩施工过程的监测。本发明的预制桩倾斜实时监测和报警装置结构简单，制作方便，造价低廉，安装在预制桩外表面，便于工程施工，可以随施工进程进行动态观测，对桩基的施工起指导作用。本发明的装置可重复使用，节约施工成本，具有广阔的推广应用前景。
权利要求
1.一种预制桩倾斜实时监测和报警装置，包括机箱，挂钩和报警机构，其特征在于:所述的机箱为长方形箱体，机箱外上部设有挂钩和扩音器；机箱内上部固定有连接杆，连接杆的底部有圆球形槽，机箱内下部设有中心轴盘，异形杆连接所述的中心轴盘与连接杆； 所述的中心轴盘为一个圆杆与圆盘组合的结构，圆杆的顶端有锥形槽，中心轴盘通过螺钉固定在机箱底部； 所述的异形杆上端为半球形，下端为倒圆锥形，异形杆的半球形端安装在连接杆底部圆球形槽内，异形杆的倒圆锥形端插在中心轴盘的圆杆顶端的锥形槽中；异形杆下部通过重锤线绑定一个重锤，异形杆上通过连杆固定有水银罐； 所述的水银罐内装有水银，水银罐顶部留有2个小孔，其余密封；水银罐上方固定有电器盒； 所述的报警机构设有电器盒、扩音器和报警电路，报警电路中通过导线串接有电池、闪烁灯、报警器，以及采用长铜丝和短铜丝组成的专用导线，长铜丝和短铜丝的一端穿过水银罐顶部留有的2个小孔，并伸进水银罐中；所述的报警器通过导线与扩音器连接。
2.根据权利要求1所述的一种预制桩倾斜实时监测和报警装置，其特征在于:所述的机箱为一个设有顶盖、透明的长方形箱体。
3.根据权利要求1所述的一种预制桩倾斜实时监测和报警装置，其特征在于:所述的水银罐中装有水银，水银液位为刚触及插在水银罐中长铜丝的末端。
4.根据权利要求1所述的一种预制桩倾斜实时监测和报警装置，其特征在于:所述的水银罐垂直于水平面时，伸进在水银罐中的长铜丝和短铜丝末端的连线与水平面组成的夹角为α角，当水银罐倾斜角度达到或大于α角时，水银罐中的长铜丝和短铜丝一同浸入水银中，使长铜丝和短铜丝短接，报警电路接通，报警器发出报警声，报警声通过扩音器扩音提示出现倾斜状态，闪烁灯开始闪烁，`通过观察闪烁灯的方位得出预制桩倾斜的方向。
全文摘要
本发明涉及一种预制桩倾斜实时监测和报警装置，包括机箱及挂钩，机箱内上部固定连接杆，下部设有中心轴盘，异形杆连接中心轴盘与连接杆；异形杆可绕自身中心轴转动，异形杆通过重锤线绑定一重锤，异形杆上固定有水银罐；水银罐上方固定电器盒。当预制桩倾斜后，重锤在重力的作用下向预制桩倾斜的铅垂面运动，带动固定在异形杆上的水银罐也向铅垂面运动；当水银罐倾斜角度达到或大于设计的ɑ角时，水银罐中的长、短铜丝浸入水银中，报警电路接通，报警器报警提示出现倾斜状态；闪烁灯闪烁，观察闪烁灯的方位可知预制桩倾斜的方向。本装置结构简单，安装在预制桩外表便于工程施工，可实时监测和指导预制桩施工。本装置可重复使用，节约施工成本。
文档编号G01C9/12GK103234523SQ201310100979
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者代先尧, 李长冬, 王亮清, 雍睿, 刘庆涛, 梁德明, 王姣, 廖伟, 张永权 申请人:中国地质大学(武汉)