监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络的制作方法

文档序号:8680554
监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络。
【背景技术】
[0002]大多数立交桥的主梁都采用连续箱形梁结构。每更换一个墩台顶面的支座,都要用液压千斤顶在其顶面将连续箱形梁顶起8-lOmm高。在墩台顶面支顶连续箱形梁,将引起整个连续箱形梁各个横截面应力的变化。监测连续箱形梁各个横截面应力的变化,将预应力钢绞线的拉应力控制在允许的范围之内,对于立交桥的安全使用是十分必要的。
[0003]以往连续箱形梁各个横截面的应力值都是用材料力学的理论计算的,在计算时设定了各种假设条件,其计算过程十分繁琐。由于连续箱形梁在制作时就产生了一定的偏差,在使用过程中又产生了一定的塑性变形,加之所设定的假设条件并不准确,故所计算的各个横截面的应力值往往具有较大的偏差。
[0004]新的监测方法是:更换支座部位所在桥孔的跨中处,在连续箱形梁的底面,粘贴一列应变传感器,每四个应变传感器与一个无线应变节点相连接。在支顶连续箱形梁的过程中,每个应变传感器将所测得的拉应变值都会通过无线应变节点转成无线电波射出。网关接收到无线电波后再将其转成拉应变值,并在一个笔记本电脑的屏幕上显示出。利用该拉应变值和预应力钢绞线的弹性模量,就能计算出预应力钢绞线所增加的拉应力值。
[0005]本实用新型就是根据上述的思路,由本发明人精心研制的一种监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的问题就是提供一种结构简单,安装方便,所测应变值准确的监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络。
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种监测立交桥连续箱形梁变形的无线传感网络,其特征在于:它的主体由一列应变传感器,一列无线应变节点,一根主导线,一个网关,一个笔记本电脑和一个操作台组成;所述的立交桥其下部结构由两座桥台和数座桥墩组成,其上部承重结构是一道连续箱形梁;连续箱形梁的顶面宽度为13.0-16.5m,底面宽度为9.0-12.5m,高度为1.2-1.8m,长度为80-120m;在更换支座部位所在桥孔的跨中处,在连续箱形梁的底面,整个一列应变传感器沿横桥向排列;在这列应变传感器的一侧,整个一列无线应变节点亦沿横桥向排列,所述的主导线沿横桥向设置;主导线与各无线应变节点的中点连线之距为300mm,与各应变传感器的中点连线之距为600mm;主导线的主体与连续箱形梁的底面相贴且相固定;主导线的一端沿横桥向伸出连续箱形梁,再沿连续箱形梁的侧面向上弯起,在立交桥同一侧的人行道处,与一个主导电池相连接;所述的无线应变节点其壳体的高度为30_,宽度为50mm,长度为50mm ;在壳体之内是无线电波转换器;在壳体的顶面,排列着一个电源插口,一个电源开关,一个连接指示灯,一个运行指示灯和一个天线插口 ;在壳体的左右两侦牝各固定着一个接线板,每一个接线板都设有两个接线孔和两个定位孔;整个无线应变节点与一个矩形板相固定;在连续箱形梁之下,矩形板在上,并与连续箱形梁的底面相贴且相固定,无线应变节点在下,其壳体顶面面向地面;在无线应变节点之下,一根150mm长的天线垂直而立,其根部向上插入无线应变节点的天线插口之中;整个一列应变传感器以SOO-1OOOmm的相等间距固定在连续箱形梁的底面;在每一个无线应变节点与主导线之间,都设有一根节点导线;每一个无线应变节点都与四个应变传感器相连接,在每一个应变传感器与无线应变节点之间,都设有一根传感导线;所述的操作台位于立交桥之下,它与各无线应变节点的直线距离皆不大于10m ;在操作台的顶板之上,安放着连接在一起的网关和笔记本电脑;在操作台的储存箱之内,设有一个电脑电池,该电脑电池其电源线的输出端插入笔记本电脑的电源接口之中。
[0009]所述的网关其高度为70mm,宽度为20mm,长度为10mm ;在网关的一侧设有一个USB插口,在这个USB插口与所述的笔记本电脑其USB插口之间,设有一根连接导线。
[0010]所述的主导线、节点导线和传感导线都是铜导线;主导线的横截面面积不小于2.5mm2,节点导线的横截面面积为1.0mm2;传感导线有长短两种规格,短传感导线的横截面面积为0.5mm2;长传感导线的横截面面积大于短传感导线的横截面面积,其电阻值与短传感导线的电阻值相同。
[0011]所述的节点导线其一端插入无线应变节点的电源插口之中,其另一端与所述的主导线相连接;所述的传感导线其输出端插入无线应变节点的接线孔之中,其输入端与所述的应变传感器相连接。
[0012]所述的矩形板其长度为180mm,宽度为50mm,厚度为3mm ;在矩形板平面的正中部位,前后及左右都分别相互对称地共设有四个螺丝孔;所述的无线应变节点其四个定位孔分别与矩形板的四个螺丝孔相吻合;在每一对定位孔与螺丝孔中,都设有一根拧紧螺母的螺丝。
[0013]所述的无线应变节点其接线板的长度为50mm,宽度为15mm,高度位15mm ;在每一个接线板平面的正中部位,都以20mm为间距设置两个接线孔;在每一个接线板平面的两端,各设置一个定位孔。
[0014]所述的无线应变节点其重量为75g,其输出电流为50mA,其内部电池的储存电量为640mAh,其内部的工作电压为3.6V ;所述的主导电池和电脑电池都是蓄电池,主导电池的电压为5.0V,电脑电池的电压为6.0V。
[0015]所述的应变传感器呈一个矩形片状结构,其长度为150_,宽度为15_,厚度小于Imm;在所述的连续箱形梁之下,每一个应变传感器的长边都沿纵桥向,其平面都利用水泥胶与连续箱形梁的底面相粘贴;所有应变传感器的测量精度均为1/15000。
[0016]在所述的连续箱形梁之下,沿着横桥向每隔1000mm,都横跨所述的主导线设置一道胶带,使主导线与连续箱形梁的底面相固定;在连续箱形梁之下,每一个与无线应变节点相固定的矩形板其长边都沿横桥向;在每一个无线应变节点的两侧,都横跨矩形板设置一道胶带,使该矩形板与连续箱形梁的底面相固定。
[0017]所述的操作台由一个顶板,一个储存箱和四个滚动轮组成;顶板和储存箱都用2mm厚的不锈钢板制作;顶板沿横向长750mm,沿纵向宽450mm,它固定于储存箱的顶面;储存箱沿横向长650mm,沿纵向宽350mm,沿竖向高750mm ;在储存箱的四角处,各设有一个直径为10mm的滚动轮。
[0018]本实用新型的优点是:应变传感器和无线应变节点都具有体积小、重量轻的特点,便于与连续箱形梁的底面相固定。在支顶连续箱形梁的过程中,无线传感网络所监测的应变值准确而及时。在连续箱形梁与网关之间无须设置连接线路,不会干扰桥下车辆的正常运行。
【附图说明】
[0019]图1是无线应变节点的顶面图。
[0020]图2是无线应变节点与接线板相固定的平面图。
[0021]图3是矩形板的平面图。
[0022]图4是无线应变节点与矩形板相固定的平面图。
[0023]图5是应变传感器的平面图。
[0024]图6是天线、无线应变节点和矩形板相固定的侧面图。
[0025]图7是无线应变节点通过矩形板与连续箱形梁底面相固定的平面图。
[0026]图8是无线应变节点与应变传感器和主导线相连接的平面图。
[0027]图9是主导线与主导电池相连接后与连续箱形梁相固定的侧面图。
[0028]图10是处于工作状态的网
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