一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备的制作方法

本发明涉及一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备。

背景技术：

桥梁一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物。 桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础；支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。而桥梁墩台沉降变形是避免不了的一个过程。沉降是紧随着加压之后地基即时发生的沉降，地基土在外荷载作用下其体积还来不及发生变化，主要是地基土的畸曲变形，也称畸变沉降、初始沉降或不排水沉降。固结沉降是由于荷载作用或地下水力压力的变化导致的超孔隙水压力的消散、有效应力的增长而产生的。

传统的桥梁墩台沉降变形采用定时定点观测，仪器设备、人员素质的要求根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建（构）筑物在不断加荷下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1/10—1/20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下，使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。 作业人员必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论，能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能分析原因并正确运用误差理论进行平差计算，按时、快速、精确地完成每次观测任务。观测时间的要求建（构）筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期(如：30天/次)或按建筑物的加荷情况每升高一层(或数层)为一观测周期，无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。观测点的要求为了能够反映出建（构）筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备，是区别于背景技术中所指出采用传统的周期观测法。

本发明解决其上述的技术问题所采用以下的技术方案：一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备，其主要构造有：形变板、形变缝、螺帽卡槽a、螺帽卡槽b、U形件工艺孔a、U形件工艺孔b、高强度螺栓孔、高强度螺栓、仪器夹持槽、U形件、左扭块、右扭块，所述的左扭块上部横向位置开有高强度螺栓孔，顶部设有仪器夹持槽，左扭块下部开有U形件工艺孔a，U形件工艺孔a侧面铣有螺帽卡槽a；所述的右扭块上部横向位置开有高强度螺栓孔，顶部设有仪器夹持槽，右扭块下部开有U形件工艺孔b，U形件工艺孔b侧面铣有螺帽卡槽b；

所述的左扭块、右扭块底部通过一块形变板熔合成型一体，并在形变板中间位置两侧各铣有形变缝；所述的形变缝深度为形变板厚度的十七分之一至十三分之一之间，长度为形变板宽度的十二分之一至九分之一之间；

所述右扭块上部设有的高强度螺栓孔内贯通有高强度螺栓，高强度螺栓的螺杆端贯入左扭块的高强度螺栓孔内并与设于其内的螺母相拧紧；

所述的U形件套入U形件工艺孔a内后，U形件的两个端点与桥体墩台的箍筋焊接，并在混凝土浇筑时一并现浇；

所述的U形件套入U形件工艺孔b内后，U形件的两个端点与桥体桥梁的梁底主筋焊接，并在混凝土浇筑时一并现浇；

所述的桥体墩台混凝土浇筑时预埋一枚带螺帽的螺杆，螺帽部分勾入螺帽卡槽a内；所述的桥体桥梁混凝土浇筑时预埋一枚带螺帽的螺杆，螺帽部分勾入螺帽卡槽b内。

进一步地，所述的U形件横向位置上设有两颗六角螺母，并采用电焊接方式固定。

进一步地，所述的U形件工艺孔a、U形件工艺孔b外两侧各铣有六角螺母槽。

进一步地，所述的仪器夹持槽内夹持激光位移测量仪。

进一步地，所述的形变缝表面刻有刻度，计量单位精确到丝米。

进一步地，所述的高强度螺栓按桥梁荷载可选用8.8级、9.8级、10.9级、12.9级的四种之一。

本发明的有益效果：结构简单、安装容易；适用于长期性的对桥梁墩台沉降变形的监测；产品采用全钢铁制品可以保证与桥梁墩台使用周期寿命保持一致，能够全方位全过程的监测变形；此外刻于形变缝表面的刻度可以实时的读取各时间段内的形变值，进一步的通过夹持激光位移测量仪，能够数字化的读取周期性的形变值。

附图说明

图1为本发明一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备整体结构图。

图2为本发明一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备左扭块结构图。

图3为本发明一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备整体(倒置)结构图。

图4为本发明一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备U形件结构图。

图中 1-形变板，2-形变缝，3-螺帽卡槽a，4-螺帽卡槽b，5-U形件工艺孔a，6-U形件工艺孔b，7-高强度螺栓孔，8-高强度螺栓，9-仪器夹持槽，10-U形件，11-左扭块，12-右扭块。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

实施例：一种桥梁墩台沉降变形监测的装置及其夹持设备，其主要构造有：形变板1、形变缝2、螺帽卡槽a3、螺帽卡槽b4、U形件工艺孔a5、U形件工艺孔b6、高强度螺栓孔7、高强度螺栓8、仪器夹持槽9、U形件10、左扭块11、右扭块12，所述的左扭块11上部横向位置开有高强度螺栓孔7，顶部设有仪器夹持槽9，左扭块11下部开有U形件工艺孔a5，U形件工艺孔a5侧面铣有螺帽卡槽a3；所述的右扭块12上部横向位置开有高强度螺栓孔7，顶部设有仪器夹持槽9，右扭块12下部开有U形件工艺孔b6，U形件工艺孔b6侧面铣有螺帽卡槽b4；

所述的左扭块11、右扭块12底部通过一块形变板1熔合成型一体，并在形变板1中间位置两侧各铣有形变缝2；所述的形变缝2深度为形变板1厚度的十七分之一至十三分之一之间，长度为形变板1宽度的十二分之一至九分之一之间；

所述右扭块12上部设有的高强度螺栓孔7内贯通有高强度螺栓8，高强度螺栓8的螺杆端贯入左扭块11的高强度螺栓孔7内并与设于其内的螺母相拧紧；

所述的U形件10套入U形件工艺孔a5内后，U形件10的两个端点与桥体墩台的箍筋焊接，并在混凝土浇筑时一并现浇；

所述的U形件10套入U形件工艺孔b6内后，U形件10的两个端点与桥体桥梁的梁底主筋焊接，并在混凝土浇筑时一并现浇；

所述的桥体墩台混凝土浇筑时预埋一枚带螺帽的螺杆，螺帽部分勾入螺帽卡槽a3内；所述的桥体桥梁混凝土浇筑时预埋一枚带螺帽的螺杆，螺帽部分勾入螺帽卡槽b4内。

所述的U形件10横向位置上设有两颗六角螺母，并采用电焊接方式固定。

所述的U形件工艺孔a5、U形件工艺孔b6外两侧各铣有六角螺母槽。

所述的仪器夹持槽9内夹持激光位移测量仪。

所述的形变缝2表面刻有刻度，计量单位精确到丝米。

所述的高强度螺栓8按桥梁荷载可选用8.8级、9.8级、10.9级、12.9级的四种之一。

本发明核心在于：在桥体墩台与桥体桥梁之间固定一个连接件，当桥体墩台发生沉降时，势必导致桥体墩台与桥体桥梁之间形成一个脱缝，这个脱缝得产生可通过形变板1发生扭曲的程度来读取。这就是本发明桥梁墩台沉降变形监测的基本原理。

在设计工件的细部上，考虑了两点固定一个工件的设计原理实施的：桥体墩台在与左扭块11相固定时，采用两点是其一U形件10固定焊接于桥体墩台的箍筋上，其二是通过一枚带螺帽的螺杆，螺帽部分勾入螺帽卡槽a3内，通过两点将左扭块11与桥体墩台成一体；而桥体桥梁在与右扭块12相固定时，采用两点是其一U形件10固定焊接于桥体桥梁的梁底主筋上；其二是通过一枚带螺帽的螺杆，螺帽部分勾入螺帽卡槽b4内。通过两点将右扭块12与桥体桥梁成一体。

本监测设备件实际上受力部件为高强度螺栓8，由于左扭块11、右扭块12分别固定于桥体桥梁、桥体桥墩上，当两者发生脱缝时，其高强度螺栓8就会受到纵向的剪力，由于高强度螺栓8具有小行程的屈服值，当高强度螺栓8处于屈服值内形变时，形变板1就发生了扭曲，由于整条形变板1在中间位置开有形变缝2，因此中间位置抗扭能力最为薄弱，故形变板1发生两极扭曲，在形变缝2上设有刻度，因此发生扭曲的程度可通过数值读出。此外通过仪器夹持槽9夹持激光位移测量仪，可以进一步的对整体的桥体变形进行一个全部的测量。通过仪器夹持槽9夹持激光位移测量仪最大益处就是，测量点原始位置精确无误，排除了人工踩点不准的弊端。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。