一种拱桥劲性骨架外包混凝土温度采集系统的制作方法

本实用新型涉及土木工程拱桥中应用劲性骨架外包混凝土的温度监测的相关技术领域，具体涉及一种拱桥劲性骨架外包混凝土温度采集系统。

背景技术：

混凝土拱桥施工的最大难点是拱圈施工，其中劲性骨架法能够将大重量混凝土拱的架设转化为轻重量劲性拱骨架的架设，大大提高混凝土拱桥的跨越能力，并降低施工费用，成为国内外大跨度混凝土拱桥发展的主流方向。混凝土拱桥劲性骨架法，是指在拱圈(拱肋)成型过程中，先用无支架方法施工劲性骨架成拱，然后以劲性骨架作为支架浇注拱圈(拱肋)的外包混凝土，形成完整的拱圈(拱肋)。

外包混凝土浇注方量大，表面积大，此外，拱桥在施工过程和成桥后，拱肋在日照、大气温度变化等环境因素影响下拱肋的截面温度场也随之变化。所以拱肋截面温度场在空间上呈不均匀非线性分布，在时间上处于不断变化之中。不均匀的温度分布将使拱肋截面产生温度自应力，随时间变化的等效均匀温度场会在超静定拱中产生温度内力和温度应力，导致混凝土开裂或破坏。因此测量拱桥的劲性骨架外包混凝土的温度分布对保证外包混凝土的浇筑质量非常有必要。

建筑信息模型(BIM)能够以工程项目的各项相关信息数据作为基础，通过数字信息仿真模拟构筑物所具有的真实信息，通过三维建筑模型，实现数字化信息管理等功能。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、信息集成化、协调性、模拟性、优化性等特点。能在建设项目的的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对。(CN 207019825 U)钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统，该实用新型公开了一种钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统；布设方案：泥浆制备在泥浆配制搅拌桶中完成，按配比加入水和膨润土搅拌，导入循环泥浆池等待输出，第二搅拌机保持开启状态保证浆液均匀。钢管及灌注于钢管内的混凝土，钢管的内壁设有多个扣环，每两个扣环之间通过连接线连接，连接线上及两根连接线之间均设有温度传感器，且两根连接线之间的温度传感器的轴向与钢管的轴向平行。钢管的管壁上还开设有用于引出温度传感器的信号线的通孔，应力传感器与一设于所述钢管外的测量仪电连接。钢管的内壁位于通孔的周缘处还固设有一小管，温度传感器的信号线经小管从通孔穿出，并与测量仪电连接。为了防止混凝土灌注入钢管内的过程中漏浆，通孔中还设有填充材料。其中，扣环的数量为偶数个，偶数个扣环中每两个扣环在钢管的内壁上对称安装，扣环的数量优选为四个，其中两两于钢管的内壁上对称安装，每一连接线的两端分别连接于对称安装的两个扣环上。温度测试：为了防止连接线传递外界温度，造成对所测量混凝土内的温度的影响，连接线优选为外包覆有塑胶的钢丝绳。每一连接线上的温度传感器为多个，每一连接线上的多个温度传感器均匀设置且顺序连接，每一连接线上的温度传感器均连接一测量仪。每一连接线上均匀设置多个温度传感器5，可使钢管内混凝土的温度分布得以准确测出。该钢管混凝土拱桥管内混凝土温度测试方案，是架设于钢管内部有管壁支撑的位置，无法应用于直接埋入外包混凝土中；该钢管混凝土拱桥管内混凝土温度测试方案，架设程序较复杂，在大型施工构筑物中布设多点比较耗费人力物力成本；该钢管混凝土拱桥管内混凝土温度测试方案，需要人员全程跟踪测量计数，且可读性不高，人为误差大；该无线测试传输方案，只能通过数据采集显示数值，人机界面互动程度较低。

技术实现要素：

目前还没有对拱桥劲性骨架外包混凝土温度进行测量的应用，本实用新型提供一种拱桥劲性骨架外包混凝土温度采集系统，可以通过连接温度传感器(混凝土内部)对温度变化比较剧烈影响较大的位置进行监测，不仅解决了拱桥劲性骨架外包混凝土内部的温度测量问题，还解决了灌注混凝土时，混凝土的流动影响温度传感器的定位问题，进而准确测量出外包混凝土的温度变化。实时反映显示并监测预警钢管混凝土拱桥管内混凝土构件在浇筑成型后的温度的变化，节省了大量的人力时间成本，无需人员全程跟随自动化程度高。

本实用新型采用的技术方案为一种拱桥劲性骨架外包混凝土温度采集系统，该系统包括拱桥劲性骨架上弦管1、温度传感器2、连接板3、镂空硬质保护管4、镂空孔5、线缆6和混凝土7；温度传感器2通过粘结胶粘结在连接板3上，连接板3 通过粘结胶粘结在拱桥劲性骨架上弦管1的外表面，温度传感器2的外围设有镂空硬质保护管4，镂空硬质保护管4通过粘结胶粘结在拱桥劲性骨架上弦管1的外表面；镂空硬质保护管4的外部设有镂空孔5；温度传感器2设有线缆6，线缆6与外部的温度读数仪器连接；线缆6设置在镂空硬质保护管4中间；混凝土7填充在拱桥劲性骨架上弦管1的外部。

镂空孔5的孔径小于混凝土7的粗骨料粒径。

连接板3和镂空硬质保护管4均由聚氨酯硬质泡沫塑料制成。

温度传感器2设置在拱桥劲性骨架上弦管1端部的200mm-800mm处。

本申请提案的发明点或技术改进点：

1)本实用新型将温度传感器埋设在混凝土中，通过温度读数仪器直接显示拱桥劲性骨架外包混凝土相应部位的温度特征值；

2)本实用新型设有的连接板隔断了温度传感器与拱桥劲性骨架上弦管，使得监测结果可靠，镂空硬质保护管能够有效保护其中的温度传感器。

3)拱桥劲性骨架上弦管、温度传感器、连接板之间采用粘结连接，可选择性能好。

4)本实用新型的温度读数仪器能够对采集到的温度特征值进行记录并存储在电脑端，在电脑端通过建立拱桥劲性骨架外包混凝土温度监测预警模块，能够有效监测拱桥劲性骨架外包混凝土温度情况；应用前景广泛。

附图说明

图1是本实用新型温度采集的结构示意图。

图2是本实用新型的断面结构示意图。

图3是本实用新型的应用示例图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述说明。

一种拱桥劲性骨架外包混凝土温度采集系统，该系统包括拱桥劲性骨架上弦管1、温度传感器2、连接板3、镂空硬质保护管4、镂空孔5、线缆6和混凝土7；温度传感器2通过粘结胶粘结在连接板3上，连接板3通过粘结胶粘结在拱桥劲性骨架上弦管1的外表面，温度传感器2的外围设有镂空硬质保护管4，镂空硬质保护管4通过粘结胶粘结在拱桥劲性骨架上弦管1的外表面；镂空硬质保护管4的外部设有镂空孔5；温度传感器2设有线缆6，线缆6与外部的温度读数仪器连接；线缆6设置在镂空硬质保护管4中间；混凝土7填充在拱桥劲性骨架上弦管1的外部。

镂空孔5的孔径小于混凝土7的粗骨料粒径。

连接板3和镂空硬质保护管4均由聚氨酯硬质泡沫塑料制成。

温度传感器2设置在拱桥劲性骨架上弦管1端部的200mm-800mm处。

如图3所示，在每次外包混凝土施工前，通过劲性骨架吊装过程时在6#、9#、 11#、13#、15#、19#节段上弦管顶部，距离分段线处回退400mm位置的监测点布设温度传感器对外包混凝土温度进行监测，具体在要浇筑的外包混凝土内布置温度采集点，温度测试装置为温度传感器布置在连接板上，分内外上各方向各布置 2-3个温度传感器，通过电缆线连接到采集读数仪器；用户终端为电脑平台终端，测试传输采集装置通过数据采集仪采集系统等连接到用户终端。数据采集仪部分将温度传感器收采集到的信号并作后续处理。温度传感器测到的温度信号通过模数转换电路由数据采集仪接受到之后，经过数据采集卡送入计算机系统，进行分析记录。

本实用新型的使用方法如下：在即将要浇筑的劲性骨架拱桥外包混凝土中按规范布置测试温度的位置点，测试温度点的位置应选择在温度变化大的地方。

在布置测试温度的位置，将温度传感器绑扎在钢筋支架上和劲性骨架上，并加做阻挡粗骨料的钢筋笼作为保护，电缆线连接好沿钢筋和骨架的方向延伸出去，连接到数据采集仪然后数据采集仪再连接到用户终端，相同的位置上布置2-3 个应变计以保证测试温度数据精确。

本实用新型可以与BIM系统进行对接，采用BIM进行二次开发建立劲性骨架拱桥外包混凝土的模型，建立劲性骨架拱桥外包混凝土收缩变形计算模块以及钢管混凝土拱桥管内混凝土温度监测预警模块，并在其中标明温度测试的位置，且与用户终端建立连接，使温度的数值能在BIM模型中相应的位置显示；

将劲性骨架拱桥外包混凝土配合比、现场施工条件等输入电脑BIM模型劲性骨架拱桥外包混凝土受力变形以及线型变化计算模块中计算出其温度预警阈值，制定温度监测方案；

在现场劲性骨架拱桥外包混凝土标注的测试点布设温度测试装置对温度进行实时监测，将采集到的温度信息通过数据采集仪传输到用户终端，并显示在BIM 建立的模型中。

1、本实用新型，相比于传统的劲性骨架拱桥外包混凝土温度测试方式，节省了现场大量的人力以及时间的支出耗费；

2、本实用新型，相比于传统的劲性骨架拱桥外包混凝土温度测试方式，提高了劲性骨架拱桥外包混凝土测试温度的精确度和可靠性；

3、本实用新型，相比于传统的劲性骨架拱桥外包混凝土温度测试方式，能够实时显示劲性骨架拱桥外包混凝土具体位置的温度且对人界面简洁清晰；

4.本实用新型，相比于传统的劲性骨架拱桥外包混凝土温度测试方式，采用实时显示平台形成温度实时显示系统；

5.本实用新型，相比于传统的劲性骨架拱桥外包混凝土温度测试方式，通过 BIM二次开发，在BIM模型中集成了监测预警系统实时界面；

6.本实用新型，相比于传统的劲性骨架拱桥外包混凝土温度测试方式，通过 BIM二次开发，在BIM模型中建立了劲性骨架拱桥外包混凝土受力变形以及线型变化计算模块。