近海工程海水侵蚀环境的固定式倾斜长期测量装置的制作方法

本发明涉及一种固定式倾斜测量装置，具体涉及的是近海工程海水侵蚀环境的固定式倾斜长期测量装置。

背景技术：

近海工程建筑物如高桩码头、栈桥等建造期间及长期使用过程中，在复杂多样的荷载条件及外部环境侵蚀等多种因素的长期作用下，发生结构的整体位移或局部变形，给工程结构的正常使用和安全运行带来不利影响。结构的整体位移及局部变形往往体现在部分构件及位置的倾角变化，而近海工程中，由于风浪作用导致的水面起伏，导致肉眼对建筑物较小的倾角变化不易观察。因此，采用仪器对近海工程建筑物进行长期倾角监测，对于实时监控结构安全具有重要意义。

目前对于近海建筑物构件如桩基、码头排架等常用的倾斜测量装置主要为吊锤和测斜仪，这种方法一方面需多次组织人员进行现场测量工作，工作成本较大；另一方面受风浪作用，近海地区乘坐船只进行测量作业具有一定危险性，人员安全难以保障。精度较高的电子仪器虽然使用方便，但仍无法摆脱近海工程现场工作时人员和设备的安全隐患，另外由于仪器造价较高，而近海环境水位变化较大且海水具有一定腐蚀性，电子仪器不便固定在结构上进行长期观测。

因此，如何设计一种造价较低、便于安装的倾斜观测装置，使其适用于水位变动较大的近海环境中结构物倾斜的长期观测工作，即为本领域技术人员所研究的方向所在。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种造价较低、便于安装的倾斜观测装置，使其适用于水位变动较大的近海环境中结构物倾斜的长期观测工作。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

近海工程海水侵蚀环境的固定式倾斜长期测量装置，其特征在于：包括固定器和测量盒，固定器包括固定板和固定平台，固定平台与水平面平行且垂直于固定板，固定板上设有安装螺孔，固定平台上至少3个脚螺旋手轮，3个脚螺旋手轮的连线呈三角形，测量盒通过脚螺旋手轮固定在固定平台上，测量盒为密封的矩形盒体，包括底板、顶板、侧板、背板、前观测板和侧观测板，顶板的几何中心位置设有水平气泡，前观测板和侧观测板均采用透明材质，前观测板的内侧和侧观测板的内侧均设有角度刻度和指针，指针紧贴角度刻度设置，指针的长度与角度刻度的圆弧半径相同，且可在平行于角度刻度所在的平面内自由摆动；精度要求不高时，指针端部安装指针针尖，使用指针针尖读数；精度要求高时，指针端部安装游标尺副尺，采用游标尺系统读数。

安装螺孔的数量为四个，对称分布于固定板的四个角处，安装时用冲击钻在观测构件上打出与安装螺孔相对应的四个孔，通过膨胀螺栓将固定器固定安装。

固定板为矩形，测量盒与固定器安装时，通过调整三个脚螺旋手轮，使测量盒背板的四条边分别与固定板的四条边平行。

固定于垂直面上时，通过调整脚螺旋手轮，使水平气泡居中；固定在倾斜面上时，通过调整脚螺旋手轮，使测量盒的背板平行于所测倾斜面，安装调整完成后，记录初始读数。

指针包括杆体和针尖，杆体采用硬质塑料，针尖采用金属。

固定板和固定平台均为钢板，两者相互焊接，固定器表面涂有防腐涂层。

测量盒的底板、顶板、侧板和背板均为金属材质，且均涂有防腐涂层；与前观测板、侧观测板相邻的边上留有安装凹槽；前观测板和侧观测板安装固定后，接缝处用密封胶密封。

固定器和测量盒上刻有编号，实测数据可直接读取，也可通过便携设备拍照记录，在室内进行数据读取。本发明与现有技术相比，其有益效果在于：具有造价低、安装方便、精确度有一定保障等优点，特别是主要测量部件采用非金属材质，并密封在测量盒内部，能够适应近海水位周期性变化的特殊环境，对近海工程倾斜角度长期观测具有较好效果。

附图说明

图1是本发明的近海工程海水侵蚀环境的固定式倾斜长期测量装置的结构示意图；

图2是固定器的结构示意图；

图3是测量盒的结构示意图；

图4是指针读数系统的结构示意图；

图5是游标尺读数系统的结构示意图；

图6是游标尺读数系统的放大图。

其中：1-固定板；2-安装螺孔；3-固定平台；4-脚螺旋手轮；5-底板；6-侧观测板；7-前观测板；8-侧板；9-背板；10-顶板；11-水平气泡；12-角度刻度；13-指针；14-游标尺指针。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1～图4所示，近海工程海水侵蚀环境的固定式倾斜长期测量装置，包括：固定器、安装在固定器上的测量盒。所述固定器包括固定板1、固定平台3；所述固定器表面涂有防腐涂层；所述固定板1为长方形板，并预留四个安装螺孔2；所述固定板1和固定平台3为钢板，并通过焊接连接。所述固定器通过三个脚螺旋手轮4与测量盒相连。所述测量盒包括底板5、侧板8、背板9、前观测板7、侧观测板6、顶板10、水平气泡11、指针13；所述测量盒为长方体盒形，除前观测板7和侧观测板6外，其余表面均涂有防腐涂层；所述底板5、侧板8、背板9、顶板10为金属材质，相互密封连接固定，与前观测板7、侧观测板6接触区域留有安装凹槽；所述前观测板7、侧观测板6与其余板安装固定后，用胶水密封，保证测量盒密封良好；所述前观测板7、侧观测板6为透明材质，板内侧设有角度刻度12；所述指针13分别安装在前观测板7、侧观测板6内侧，紧贴角度刻度12；所述指针13分别可平行前观测板7、侧观测板6所在平面自由摆动，长度与角度刻度12圆弧半径相同；所述指针13主体可用硬质塑料材质，指针13端部采用密度较大的金属材质；所述水平气泡11安装在测量盒顶板10几何中心位置。

固定板1和固定平台3通过焊接连接，测量盒通过三个脚螺旋手轮4与相连。测量盒与固定器安装时，尽量保证测量盒背板9四条边分别与固定板1四条边平行，并可通过测量盒与固定器之间的三个脚螺旋手轮4调整。

装置安装时需用冲击钻在观测构件上打出与预留四个安装螺孔2相对应的四个孔，通过膨胀螺栓将装置固定安装。固定在垂直面上的装置安装完成后，通过调整脚螺旋手轮4，保证测量盒顶部水平气泡11气泡居中，此时前观测板7和侧观测板6内指针13均指向零刻度；固定在倾斜面上的装置安装完成后，通过调整脚螺旋手轮4，保证测量盒背板9平行于所测倾斜面，装置安装调整后，记录指针13指向刻度，即为初始读数。当所测构件位置倾角发生变化时，固定在构件上的装置随之发生倾斜，而顶部可以平行观测板平面自由摆动的指针13在重力作用下，并未在构件倾斜方向发生转动，指针13所指向刻度即为此时倾角。

如图5所示，为满足较高精度的观测要求，可将指针13端部连接游标角度尺副尺形成游标尺指针14，数据读取同游标角度尺，先读出角度刻度12上游标零线前的角度，再从游标尺指针14上读出角度“分”的数值，两者相加就是被测零件的角度数值。如图6所示，角度刻度12每格为1°。游标尺指针14的刻线是取角度刻度12的9°等分为10格，此时读数精确度为6'，根据不同要求同样可制作精度为2'、10'等不同刻度的游标尺指针14。设备制作时需考虑测量范围及测量精度，制定符合要求的测量盒尺寸及角度刻度12、游标尺指针14刻度。

设备安装前，可对不同安装位置的装置提前编号记录，在前观测板7和侧观测板6不影响数据读取位置印刻编号，实测数据可直接读取，也可通过便携设备拍照记录，在室内进行数据读取。每次观测可连续3次读数，或连续拍摄3张照片进行室内读数，取其平均值作为最终记录数据。

如实际操作中仅需对构件一个方向的倾斜情况进行观测，可仅在前观测板7上刻有角度刻度12，在其内侧安装指针13或游标尺指针14，安装时使前观测板7所在平面垂直于构件所测面，构件所测倾角θ可表示为：

θ＝α

式中θ——构件所测倾角；

α——前观测板7读数。

对构件整体倾斜情况进行观测时，同时在前观测板7和侧观测板6上刻有角度刻度12，并安装指针13或游标尺指针14，构件所测倾角θ可表示为：

式中θ——构件所测倾角；

α——前观测板7读数；

β——侧观测板6读数。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。