一种水工建筑物竖向变形监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种水工建筑物竖向变形监测装置，属于建筑领域。
【背景技术】
[0002] 穿堤、水闽等水工结构物中的±石结合区域在运行中常出现不均匀沉降病害，对 建筑物的安全及正常使用造成不利影响，甚至导致建筑物破坏或失事。通过在±石结合区 域布设监测仪器或装置，实时获取区域沉降信息，合理分析区域沉降空间与时间变化规律， 及时发现区域沉降（特别是不均匀沉降）异常状况，W科学采取防范或控制措施，对保障水 工结构物安全服役具有重要意义。
[0003] 目前，常规沉降监测装置多存在施工布设困难、可重复利用率低、不易检修维护、 耐久性差、精度低、易受电磁环境干扰等不足。光纤传感器具有抗福射、耐腐蚀等特点，应 用于不均匀沉降病害监测具有明显的优势；但从光纤变形监测的现状来讲，分布式实时 监测方式是当前研究和应用热点，但技术本身和工程实用性方面尚不成熟，尤其是对于沉 降监测的光纤回路应用更是处于空白。利用光纤中瑞利散射和菲涅尔反射、布里渊散射 的变化，理论上不仅可W准确定位不均匀沉降病害，且可W给出不均匀沉降病害的定量描 述；但上述目标的实现过程中，光纤的布设极其考究，尤其回路设置更是困难。从最新的 光纤技术领域上看，美国 Luna Technology 公司的 ODiSI (Optical Distributed Sensor Interrogator)分布式光纤传感系统可W实现mm级空间分辨率，但是最大传感长度只有 50m，且实际应用中受到多因素干扰，其有效监测长度及分辨率会降低；日本NBX公司利用 PPP-B0TDA技术生产的光纳仪，有效空间分辨率可提高到cm级，但需要光纤回路布设，致使 其很难直接应用于实际工程的不均匀沉降监测。本实用新型技术可在保证现有分布式光纤 最大监测距离（25km范围内）的情况下，将空间分辨率提高到mm级。
[0004] 为了充分利用现有技术监测±石结合区域的不均匀沉降，使监测设备获得较高的 初始精度、较大的测量量程，本实用新型将传统监测技术与光纤传感技术相结合，借鉴传统 监测技术直观、简单的优点，避开其布设困难、利用率低、无法检修维护、受电磁环境干扰等 不利弊端，结合当前光纤传感技术所具有的分布式、高精度、实时性、多复杂环境应用的优 势，构建可共载两种技术的应用平台，设置两种技术的共享信息融合的设备构件，实现±石 结合区域不均匀沉降mm级精度的有效监测和应用。 【实用新型内容】
[0005] 发明目的；为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种水工建筑物竖 向变形监测装置，创造性地搭建可W融合新旧技术的集成平台，具有可重复的使用、极为方 便的安装及实时的检测与维护等优势及分布式、微宏观、实时性、复杂环境高适应性等特 点。
[0006] 技术方案；为解决上述技术问题，本实用新型的一种水工建筑物竖向变形监测装 置，包括位于±石方结合区的通底竖井、位于通底竖井内部的载道内管，所述载道内管内安 装有变位台，变位台上的两侧对称的安装有驱动电机，驱动电机通过支架安装在变位台上， 驱动电机与驱动轴连接，驱动轴上设有外螺纹，驱动轴插入到五级活塞内，五级活塞设有与 外螺纹配合的内螺纹，通过位于五级活塞顶端的持力活塞与钻头外连管联接，钻头外连管 与锥形钻头连接，五级活塞位于活塞壳体内，活塞壳体上设有第一刻槽，驱动电机内安装有 无线接收模块，无线接收模块通过无线传输模块与控制器信号连接；两边的活塞壳体分别 与提升钻头活塞壳体运动的升降装置连接，变位台的两端对称的安装有校正变位台水平的 校正装置，变位台中部与一组对称安装的弹黃的一端连接，弹黃的另一端与竖向测尺较接， 刻度台位于设置在通底竖井上的横梁，两个弹黃之间设有光纤挂桶，光纤挂桶的底端与变 位台连接，光纤挂桶内安装有波状回路光纤，波状回路光纤上设有光纤扣，波状回路光纤的 输入端安装有光波发射器，波状回路光纤的输出端安装有光波采集器。
[0007] 作为优选，所述升降装置包含同速张拉绳、张拉台、张拉载道和螺纹柱，所述同速 张拉绳一端连接第一刻槽，另一端穿过张拉载道缠绕在螺纹柱并收纳在张拉绳盘里，张拉 台位于横梁上。
[000引作为优选，所述校正装置包含校正牵引绳、牵引载道、牵引台、梓固栓，所述牵引台 上设有两个牵引载道，变位台的一侧设有两个第二刻槽，两根校正牵引绳一端分别穿过牵 引载道与第二刻槽连接，两根校正牵引绳的另一端分别通过设置在牵引台的梓固栓梓紧， 牵引台位于横梁上。
[0009] 作为优选，所述变位台的下方设有护底凸台。
[0010] 作为优选，所述控制器为STM32F103VET6。
[0011] 有益效果；本实用新型的一种水工建筑物竖向变形监测装置，所有组件都便于拆 卸的设计，大大方便了工程运输及使用，传感钻头的灵活升降及通过控制器控制钻头的收 缩，极大增加了装置可重复的使用、便捷的安装检修与维护的功效，保留当前传统监测仪器 的简单、直观的优点，融合当前最新光纤监测技术的实时性、分布式、高精度、低成本、高灵 敏性、不受电磁干扰、多复杂环境适应性特性，研发可共载新旧技术的可靠的监测装置，使 其兼具各技术优势，扩展其使用功能，极大降低了工程监测及检测成本，在保证现有分布式 光纤最大监测距离（25km范围内）的情况下，可将空间分辨率提高到mm级，监测精度、可靠 性和工程实用性得到了较大提升。
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型的装置图；
[0013] 图2为本实用新型的俯视图；
[0014] 图3为本实用新型图1的A-A剖面图；
[0015] 图4为图1中牵引台的结构示意图；
[0016] 图5为图1中张拉台的结构示意图；
[0017] 图6为图1中竖向测尺的运行示意图。
[001引其中；1-通底竖井；2-校正牵引绳；3-同速张拉绳；4-张拉绳盘；5-张拉载道； 6-螺纹柱；7-驱动轴；8-驱动电机；9-牵引台；10-拉压弹黃；11-竖向测尺；12-刻度台； 13-波状回路光纤；14-光波发射器；15-光波采集器；16-张拉台；17-牵引载道；18-梓固 栓；19-光纤扣；21-第一刻槽；22-光纤挂桶；23-锥形钻头；24-钻头外连管；25-持力圆 塞；26-五级活塞；27-变位台；29-护底凸台；30-载道内管；31-第二刻槽。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0020] 如图1至图6所示，本实用新型的一种水工建筑物竖向变形监测装置，包括位于± 石方结合区的通底竖井1、位于通底竖井1内部的载道内管30,通底竖井1设有凸耳，通过 凸耳挂在±石方结合区上，所述载道内管30内安装有变位台27,变位台27上的两侧对称的 安装有驱动电机8,驱动电机8通过支架安装在变位台27上，驱动电机8与驱动轴7连接， 驱动轴7上设有外螺纹，驱动轴7插入到五级活塞26内，五级活塞26设有与外螺纹配合的 内螺纹，五级活塞26的顶端与持力圆塞25连接，持力圆塞25与钻头外连管24连接，钻头 外连管24与锥形钻头23连接，五级活塞26位于活塞壳体内，活塞壳体上设有第一刻槽21， 驱动电机8内安装有无线接收模块，无线接收模块通过无线传输模块与控制器信号连接； 两边的活塞壳体分别与提升钻头活塞壳体运动的升降装置连接，变位台的两端对称的安装 有校正变位台水平的校正装置，变位台27中部与一组对称安装的弹黃10的一端连接，弹黃 10的另一端与竖向测尺11较接，刻度台12位于设置在通底竖井1上的横梁，两个弹黃10 之间设有光纤挂桶22,光纤挂桶22的底端与变位台27连接，光纤挂桶22内安装有波状回 路光纤13,波状回路光纤13上设有光纤扣19,波状回路光纤13的输入端安装有光波发射 器14,波状回路光纤13的输出端安装有光波采集器15。
[0021] 在本实用新型中，所述升降装置包含同速张拉绳3、张拉台16、张拉载道5和螺纹 柱6,所述同速张拉绳3 -端连接第一刻槽21，另一端穿过张拉载道5缠绕在螺纹柱6并收 纳在张拉绳盘4里，张拉台16位于横梁上。
[0022] 在本实用新型中，所述校正装置包含校正牵引绳2、牵引载道17、牵引台9、梓固栓 18,所述牵引台9上设有两个牵引载道17,变位台27的一侧设有两个第二刻槽31，两根校 正牵引绳2 -端分别穿过牵引载道17与第二刻槽31连接，两根校正牵引绳2的另一端分 别通过设置在牵引台9的梓固栓18梓紧，牵引台9位于横梁上。
[0023] 在本实用新型中，所述变位台的下方设有护底凸台29,护底凸台29可W起到预先 到达通底竖井1底端的功能，保护整个装置性能发挥，在检测维修时也有巨大功效；在实际 监测中，锥形钻头23遭受到外部竖向荷载，且将到达底端时，护底凸台29会预先到达通底 竖井1的底端，起到减震效果。
[0024] 在本实用新型中，同速张拉绳3与锥形钻头23同步变形，张拉绳盘4中长的同速 张拉绳3可W有效保证同速张拉绳3与锥形钻头23大距离大量程的同步变形，螺纹柱6上 缠绕的同速张拉绳3可W升降锥形钻头23等部件，若存在仪器安装不成功或者需要定期检 测及更换破损设备等工况，同速张拉绳3的升降可W实现调试、检测与更换功能，同速张拉