一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置及方法，涉及测量波浪压力领域，包括传感器支架，传感器支架安装在外壁上，传感器支架和外壁之间设有防水垫层；防水密封填料，波浪压力传感器通过防水密封填料固定安装在传感器支架中；当传感器支架安装在外壁上后，波浪压力传感器承压面与外壁朝向海水的一面平齐，波浪压力传感器后端设有传感器数据电缆，防水密封填料覆盖波浪压力传感器和波浪传感器后端的部分传感器数据电缆。本发明能够防止波浪压力传感器受到海水的腐蚀，并且使波浪压力传感器承压面与临时结构外表面在同一平面，使测试结果更准确。
【专利说明】
一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及土木工程中测量波浪压力的领域，具体涉及一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的进步，海洋开发进入到新的阶段，海洋工程技术也有了很大的发展。近海岸工程和海洋工程的不断开发及我国交通事业的快速发展，推动了越来越多的跨海桥梁的兴建，并规划不断往外海域、深海域发展。已建成的跨海桥梁如东海大桥，杭州湾大桥，港珠澳大桥等，水深多在10m-40m左右，而目前规划中的潮海湾通道、琼州海峡通道、台湾海峡通道的水深大多在60m以上，且海浪极高。
[0003]跨海大桥与一般桥梁建设不同之处在于需要面对复杂的海洋环境，强风、波浪、流等环境荷载对桥梁的建设有重要的影响，甚至是决定性影响因素。为了研究跨海大桥大型临时结构在波浪荷载作用下的稳定性，对波浪荷载进行实时观测成为必要的手段之一，一般采用波浪压力传感器进行监测。
[0004]目前对于永久性建筑的波浪压力测试方法是预埋法，如CN103711151B“波压力传感器预埋装置及其埋设方法”所述把传感器布置在港口工程或离岸工程的混凝土结构中，在结构施工过程中将传感器固定在混凝土结构内部的钢筋网上，然后进行混凝土浇筑。该方法要求传感器必须在结构施工的过程中埋设进去，如果结构施工完成之后进行埋设，则传感器必须安装在结构的表面，传感器的前段承压面前伸入波浪流场一段距离，对于波浪压力的测试准确性有一定的影响。
[0005]预埋法并不适用于大型临时结构，大型临时结构一般由钢结构组成，对于钢结构而言，目前没有成熟的安装工艺可以参考。现有的参考性方法是在传感器后端安装法兰盘，通过螺栓固定在大型临时结构的外壁上，前段承压面伸入波浪的流场中，后端通过数据线连接采集装置。该布置方式使得传感器的承压面与结构表面不在同一平面，因此测试准确性较低。
[0006]总结现有在大型临时结构上埋设传感器方法的缺点有:
[0007](I)埋设在临时结构的外表面，前段承压面前伸入波浪流场中，承压面位置与临时结构外表面所处位置不同，测量结果与结构外表面实际波浪压力差异较大；
[0008](2)传感器及部分数据线长期浸泡在具有腐蚀性的海水中，其耐久性较低；
[0009](3)由于前段外伸，故容易受到海中漂流物体的碰撞，特别是传感器前端的承压面对于压力比较敏感，在物体碰撞下容易损坏。
【发明内容】
[0010]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置及方法，该装置和方法能够防止波浪压力传感器受到海水的腐蚀，并且使波浪压力传感器承压面与临时结构外表面在同一平面而达到使测试结果更准确。
[0011]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置，包括:
[0012]—传感器支架，所述传感器支架包括收容室，所述收容室设有开口，且所述收容室内设有防水密封填料；
[0013]一波浪压力传感器，其通过防水密封填料填设于所述收容室内，且所述波浪压力传感器的承压面靠近所述开口。
[0014]在上述技术方案的基础上，所述临时结构的外壁上设有至少一壁孔，且每一所述壁孔上均安装有一所述波浪压力传感装置。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述传感器支架包括矩形钢板，所述收容室穿设在所述矩形钢板上。
[0016]在上述技术方案的基础上，所述波浪压力传感器后端设有传感器数据电缆，所述防水密封填料覆盖所述波浪压力传感器和所述波浪传感器后端的部分所述传感器数据电缆。
[0017]在上述技术方案的基础上，所述波浪压力传感器通过所述防水密封填料固定安装在所述收容室中，且所述波浪压力传感器的承压面与所述收容室靠近所述矩形钢板一端的端面平齐。
[0018]在上述技术方案的基础上，所述矩形钢板上设有螺栓孔和螺栓，所述传感器支架通过所述螺栓安装在所述外壁上。
[0019]在上述技术方案的基础上，所述防水密封填料为环氧砂浆。
[0020]在上述技术方案的基础上，一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置的制造和使用方法，包括以下步骤:
[0021 ] S1、将收容室和矩形钢板组装成传感器支架；
[0022]S2、将波浪压力传感器前端承压面使用塑料薄膜包裹，并放置于收容室内，定位后使用防水密封填料填充波浪压力传感器与收容室之间的空隙，等待防水密封填料冷却；
[0023]S3、使波浪压力传感器承压面面朝海水将波浪压力传感装置安装到临时结构外壁上。
[0024]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0025](I)本发明的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置及方法使波浪压力传感器的承压面与结构物的外表面平齐，其测试的波浪压力即为结构物外表面所受到的波浪压力，测试结果的利用价值高。
[0026](2)本发明的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置中由于防水密封填料具有较高的耐腐蚀性、抗渗性，使用防水密封填料对传感器进行固定和密封能够将传感器与海水隔离，增强传感器的耐久性和稳定性。
[0027](3)本发明的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置及方法使得波浪压力传感器大部分位于外壁以内，只有承压面裸露面向海水，因此其不容易遭受水中漂流物体的撞击，安全性较高。
[0028](4)本发明的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置及方法所选用的材料均为施工现场的常用材料，能够以较低的成本完成波浪压力传感器的埋设，使得本发明的埋设方法可以推广应用。
【附图说明】
[0029]图1为本发明一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置的结构爆炸图；
[0030]图2为本发明一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置的轴测图；
[0031 ]图3为本发明中传感器支架的轴测图；
[0032]图4为本发明一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置安装在临时结构上的整体图；
[0033]图5为本发明一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置的制造和使用方法的流程图。
[0034]图中:1-外壁，2-螺栓，3-传感器支架，31-收容室，32-矩形钢板，33-螺栓孔，34-开口，4-波浪压力传感器，5-传感器数据电缆，6-防水密封填料，7-防水垫层，8-壁孔。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
[0036]参见图1所示，本发明实施例提供一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置，包括:
[0037]一传感器支架3，传感器支架3包括收容室31，收容室31设有开口 34，且收容室31内设有防水密封填料6;
[0038]一波浪压力传感器4，其通过防水密封填料6填设于收容室31内，且波浪压力传感器4的承压面靠近开口 34。
[0039]—种具有波浪压力传感装置的临时结构，临时结构的外壁I上设有至少一壁孔8，且每一壁孔8上均安装有一波浪压力传感装置。
[0040]如图1所示，当传感器支架3安装在外壁I上后，收容室31穿过壁孔8，波浪压力传感器4承压面与外壁I朝向海水的一面平齐，其测试的波浪压力即为临时结构表面所受到的波浪压力，测试结果的利用价值高。
[0041 ]波浪压力传感器4通过防水密封填料6固定安装在收容室31中，且波浪压力传感器4的承压面与收容室31靠近矩形钢板32—端的端面平齐，波浪压力传感器4大部分位于外壁以内，只有承压面裸露面向海水，因此其不容易遭受水中漂流物体的撞击，安全性较高。
[0042]如图2所示，波浪压力传感器4后端设有传感器数据电缆5，防水密封填料6覆盖波浪压力传感器4和波浪传感器4后端的部分传感器数据电缆5，防水密封填料6具有较高的耐腐蚀性、抗渗性，使用防水密封填料6对波浪压力传感器4进行固定和密封能够将波浪压力传感器4与海水隔离，增强波浪压力传感器4的耐久性和稳定性。
[0043]如图3所示，传感器支架3包括收容室31和矩形钢板32，收容室31设有开口34，收容室31穿设在矩形钢板32上，矩形钢板32上还设有螺栓孔33。
[0044]选用的材料均为施工现场的常用材料，能够以较低的成本完成波浪压力传感器4的埋设，使得本发明的埋设方法可以推广应用。
[0045]防水密封填料6为环氧砂浆，在工地上可方便获得。
[0046]如图4所示，临时结构外壁I上设有若干个波浪压力传感装置，用以测量波浪压力数据。
[0047]如图5所示，一种波浪压力传感装置的制造和使用方法，它包括以下步骤:
[0048]S1、将收容室和矩形钢板组装成传感器支架；
[0049]S2、将波浪压力传感器前端承压面使用塑料薄膜包裹，并放置于收容室内，定位后使用防水密封填料填充波浪压力传感器与收容室之间的空隙，等待防水密封填料冷却；
[0050]S3、使波浪压力传感器承压面面朝海水将波浪压力传感装置安装到临时结构外壁上。
[0051]本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种埋设在临时结构上的波浪压力传感装置，其特征在于，包括: 一传感器支架(3)，所述传感器支架(3)包括收容室(31)，所述收容室(31)设有开口(34)，且所述收容室(31)内设有防水密封填料(6); 一波浪压力传感器(4)，其通过防水密封填料(6)填设于所述收容室(31)内，且所述波浪压力传感器(4)的承压面靠近所述开口(34)。2.一种具有权利要求1所述的波浪压力传感装置的临时结构，其特征在于:所述临时结构的外壁(I)上设有至少一壁孔(8)，且每一所述壁孔(8)上均安装有一所述波浪压力传感目.ο3.如权利要求1所述的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置，其特征在于:所述传感器支架(3)包括矩形钢板(32)，所述收容室(31)穿设在所述矩形钢板(32)上。4.如权利要求1所述的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置，其特征在于:所述波浪压力传感器(4)后端设有传感器数据电缆(5)，所述防水密封填料(6)覆盖所述波浪压力传感器(4)和所述波浪传感器(4)后端的部分所述传感器数据电缆(5)。5.如权利要求3所述的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置，其特征在于:所述波浪压力传感器(4)通过所述防水密封填料(6)固定安装在所述收容室(31)中，且所述波浪压力传感器(4)的承压面与所述收容室(31)靠近所述矩形钢板(32)—端的端面平齐。6.如权利要求3所述的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置，其特征在于:所述矩形钢板(32)上设有螺栓孔(33)和螺栓(2)，所述传感器支架(3)通过所述螺栓(2)安装在所述外壁(I)上。7.如权利要求1所述的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置，其特征在于:所述防水密封填料(6)为环氧砂浆。8.—种如权利要求5-6任一项所述的埋设在临时结构上的波浪压力传感装置的制造和使用方法，其特征在于，它包括以下步骤: .51、将收容室和矩形钢板组装成传感器支架； .52、将波浪压力传感器前端承压面使用塑料薄膜包裹，并放置于收容室内，定位后使用防水密封填料填充波浪压力传感器与收容室之间的空隙，等待防水密封填料冷却； .53、使波浪压力传感器承压面面朝海水将波浪压力传感装置安装到临时结构外壁上。
【文档编号】G01L11/00GK105865703SQ201610222061
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】王波, 孙家龙, 张奇志, 荆国强, 刘鹏飞, 汪正兴, 柴小鹏, 王翔, 马长飞, 伊建军
【申请人】中铁大桥科学研究院有限公司, 中铁大桥局集团有限公司