一种智能型桥基变形报警监测装置的制作方法

本实用新型涉及桥基变形监测设备技术领域，尤其涉及一种智能型桥基变形报警监测装置。

背景技术：

随着“一带一路”发展战略的提出，我国西部地区获得了极好的发展机遇，经济发展中，基础设施完善成为经济发展的重要支撑。基础设施建设主要包括道路工程、基础工程等，其中道路工程由于其属于线性工程，占比较大。道路工程中包括公路工程和铁路工程，道路修建中，桥梁的占比越来越大，加之近些年桥梁建设经验的不断积累，我国桥梁的跨度越来越大，桥梁的形式也越来越多。

桥梁修建后，桥基的稳定性对于整个桥梁甚至道路的安全运营起到重要的控制作用。我国西北黄土丘陵区修建了大量的桥梁，高速公路桥梁、一级公路桥梁、二级公路桥梁等，公路等级不同，规范中对于桥梁的要求也存在一定的差别。由于黄土丘陵区分布着大量的潜在失稳边坡以及地下水较为发育，给桥梁的安全性造成严重的影响。一些滑坡在桥梁建设勘察阶段处于稳定状态，桥梁修建后往往复活形成滑坡，对桥梁损毁，造成整个桥梁损毁失效，并且引起道路交通中断，造成重大的损失。

桥基的安全稳定对于整个桥梁的安全稳定至关重要，现有技术中往往忽略对于桥基变形的监测，只是通过道路维护人员现场观察进行记录，缺乏相关设备进行专业的监测，桥基早期的微量变形往往被忽略，当变形累计变大后，桥梁已经破坏了，此时桥梁的损毁往往无法补救，给道路工程造成很大影响。并且目前技术中只关注桥基的竖向变形，实际工程中，桥基会产生竖向变形，在地基土体变形后也会产生水平变形和转动变形，而现有技术对于水平变形和转动变形无法监测，因而对于桥梁中桥基变形监测设备的开发对于我国道路工程的发展尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有缺少桥基变形检测设备的问题，提供了一种智能型桥基变形报警监测装置，通过对桥基在X、Y、Z三个方向产生的线性变形进行实时监测，能够同时对于桥基产生的转动变形实时监测，有效的降低了桥梁损毁现象的发生，并且通过监测装置和报警器还能够在桥基发生变形时进行报警，为工作人员的维护提供了充足的时间，能够有效的避免意外事故的发生，确保了桥梁整体稳定和交通畅通。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种智能型桥基变形报警监测装置，包括桥基2、太阳能电池板3、标准杆 9和值班室13，所述桥基2上设置有桥墩1，桥墩1顶端通过支撑板11设置有桥面12，所述桥墩1上固定设置有变形监测箱4，变形监测箱4通过电源线与太阳能电池板3相连接，其特征在于：

所述变形监测箱4中设置有转动变形监测传感器5、竖向变形监测传感器6、水平向变形监测传感器8和数据采集控制器10，其上还设置有无线传输天线7，所述转动变形监测传感器5、竖向变形监测传感器6、水平向变形监测传感器8 和无线传输天线7均通过数据线与数据采集控制器10相连接；

所述竖向变形监测传感器6和水平向变形监测传感器8均与标准杆9的位置相对应，标准杆9位于桥基2的侧边位置上，其上设置有参考标记点；

所述值班室13内部设置有室内数据分析箱14，室内数据分析箱14与数据接收天线15相连接，所述数据接收天线15与无线传输天线7之间无线连接在一起。

所述转动变形监测传感器5、竖向变形监测传感器6和水平向变形监测传感器8均由激光灯头18、激光机19、数据线20、激光机调节器21、数据回收器 22和感光传感器23组成，所述激光灯头18位于激光机19一侧，激光机19后部为激光机调节器21，激光机调节器21两端分别与感光传感器23和数据回收器22相连接，数据回收器22通过数据线20与数据采集控制器10相连接。

所述变形监测箱4通过固定螺栓17固定设置在桥墩1的中上部。

所述室内数据分析箱14内部还设置有声光报警器。

本实用新型的有益效果：通过对桥基在X、Y、Z三个方向产生的线性变形进行实时监测，能够同时对于桥基产生的转动变形实时监测，有效的降低了桥梁损毁现象的发生，并且通过监测装置和报警器还能够在桥基发生变形时进行报警，为工作人员的维护提供了充足的时间，能够有效的避免意外事故的发生，确保了桥梁整体稳定和交通畅通。

附图说明

图1是本实用新型实施例桥基部分的结构示意图。

图2是本实用新型实施例值班室部分的结构示意图。

图3是本实用新型实施例变形监测箱的内部结构示意图。

图4是本实用新型实施例转动变形监测传感器的结构示意图。

图5是本实用新型实施例水平向变形监测传感器的结构示意图。

图6是本实用新型实施例竖直向变形监测传感器的结构示意图。

附图序号及名称：桥墩1、桥基2、太阳能电池板3、变形监测箱4、转动变形监测传感器5、竖向变形监测传感器6、无线传输天线7、水平向变形监测传感器8、标准杆9、数据采集控制器10、支撑板11、桥面12、值班室13、室内数据分析箱14、数据接受天线15、地面16、固定螺栓17、激光灯头18、激光机19、数据线20、激光机调节器21、数据回收器22、感光传感器23。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1-3所示，本实用新型所述的一种智能型桥基变形报警监测装置，包括桥基2、太阳能电池板3、标准杆9和值班室13，所述桥基2上设置有桥墩1，桥墩1顶端通过支撑板11设置有桥面12，所述桥墩1上固定设置有变形监测箱 4，变形监测箱4通过电源线与太阳能电池板3相连接，所述变形监测箱4中设置有转动变形监测传感器5、竖向变形监测传感器6、水平向变形监测传感器8 和数据采集控制器10，其上还设置有无线传输天线7，所述转动变形监测传感器5、竖向变形监测传感器6、水平向变形监测传感器8和无线传输天线7均通过数据线与数据采集控制器10相连接；所述竖向变形监测传感器6和水平向变形监测传感器8均与标准杆9的位置相对应，标准杆9位于桥基2的侧边位置上，其上设置有参考标记点；所述值班室13内部设置有室内数据分析箱14，室内数据分析箱14与数据接收天线15相连接，所述数据接收天线15与无线传输天线7之间无线连接在一起。

本实施例中太阳能电池板3主要为数据采集控制器10和传感器提供电源，太阳能电池板3与数据采集控制器10通讯连接；无线传输天线7主要将数据采集控制器10中获得的桥基2变形数据传送至值班室13，由值班室13的数据接收天线15接受传输至室内数据分析箱14；转动变形监测传感器5、水平向变形监测传感器8及竖直向变形监测传感器6与数据采集控制器10通讯连接，将获得的数据实时传输至数据采集控制器10；变形监测箱4通过固定螺栓17固定在桥墩1一定高度位置，本实施例中固定在桥墩1的中上部，防止人为破坏，同时获得最佳的数据采集及传输效果。桥基2上为桥墩1，桥墩1通过支撑板11 与桥面12相连接，桥基2的变形会引起桥墩1变形，桥墩1变形将引起桥面12 损毁。标准杆9位于桥基2周围一定位置处，标准杆9上设置有参考标记点，水平向变形监测传感器8及竖向变形监测传感器6与标准杆9配合共同监测及校准桥基2的变形数据。

所述室内数据分析箱14内部还设置有声光报警器，室内数据分析箱14的功能除了接受现场采集传输数据外，还根据预先设定的桥基变形进行预警判别，如果桥基变形超过设定阈值，则室内数据分析箱14中的声光报警器会不停闪烁并发出报警声音，工作人员可根据该报警信息及时赶赴现场对桥基2进行加固支护处理，确保桥梁整体稳定和交通畅通。

如图4-6所示，所述转动变形监测传感器5、竖向变形监测传感器6和水平向变形监测传感器8均由激光灯头18、激光机19、数据线20、激光机调节器 21、数据回收器22和感光传感器23组成，所述激光灯头18位于激光机19一侧，激光机19后部为激光机调节器21，激光机调节器21两端分别与感光传感器23和数据回收器22相连接，数据回收器22通过数据线20与数据采集控制器10相连接。

所述激光机调节器21根据感光传感器23获得的室外光照条件数据反馈至数据回收器22，数据回收器22将获得的光照数据反馈至数据采集控制器10，数据采集控制器10综合分析后反馈至激光机调节器21，激光机调节器21根据光照设置对应的激光进行监测，确保监测的顺利进行，数据回收器22将激光反馈信息汇总换算为对应的数据，通过数据线20传输至数据采集控制器10。

各变形监测传感器工作原理：转动变形监测传感器5：该传感器通过激光进行监测转动变形，由于桥面12位置固定，在桥面12底部设置参考点，现场对转动变形监测传感器5校准后即可开始工作，如果桥基2产生转动，则该传感器会根据前期获得的桥面激光点位置准确判别，进而获得桥基2的转动变形数据。水平向变形监测传感器8：该传感器将激光照在标准杆9和地面16上，如果桥基2产生水平位移，则激光机19会根据初始地面位置进行分析判断，并且结合标准杆9的参考点校核该变形量，如果获得的水平位移变形量一直则将最终水平变形量数据传输至数据采集控制器10。竖直向变形监测传感器6：该传感器工作中也是根据与地面16相对位置及标准杆9竖向位置确定桥基2的竖向变形情况。上述传感器中均使用激光机19进行工作，由于激光机19采用了激光机调节器21进行智能调节，可根据当地光照条件进行自动变换调节，确保了桥基2变形监测的稳定性和可靠性。感光传感器23通过设置在三种不同变形监测传感器的不同位置获得桥基位置X、Y、Z三个方向的光照数据，在数据回收器22和数据采集控制器10的综合处理后反馈至激光机调节器21，进行激光设定。

本实用新型在使用时，其具体操作步骤如下：

①装置安装。由于目前桥梁跨度越来越大，建议在每个控制性节点位置布设智能化的桥基变形监测装置，将变形监测箱4通过固定螺栓17固定在桥墩1 上即可。

②装置调试。根据桥基2的周围环境调整各个变形监测传感器的位置，确定传感器监测的最佳布设位置后，固定标准杆9，通过人为调整各个变形监测传感器位置，校准传感器，确保传感器正常工作。

③装置工作。装置调试结束后，即可让整个装置开始工作，工作中，如果桥基2产生变形，则变形数据会通过无线传输天线7和数据接受天线15传送至室内数据分析箱14，并进行分析判断，变形较大时产生报警。

④装置的维护。正常工作一段时间后，需要通过专门的技术人员对桥基变形监测系统进行维护，确保采集数据的可靠性和真实性。

在本实用新型中，通过对桥基2在X、Y、Z三个方向产生的线性变形进行实时监测，能够同时对于桥基2产生的转动变形实时监测，有效的降低了桥梁损毁现象的发生，并且通过监测装置和报警器还能够在桥基2发生变形时进行报警，为工作人员的维护提供了充足的时间，能够有效的避免意外事故的发生，确保了桥梁整体稳定和交通畅通。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

本实用新型未详尽描述的技术均为公知技术。