一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置的制作方法

本实用新型涉及桥梁监测技术领域，更具体的说是涉及一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置。

背景技术：

吊杆是拱桥主要的传力构件，承载着桥面重量及车辆荷载传递下来的作用。现有技术中，对拱桥吊杆索力进行现场测试时，一般在拱桥吊杆上安装振动传感器，通过敲击后测试吊杆余振响应或者通过脉动试验测试吊杆自由振动响应来识别吊杆自振频率，进而通过频率推算索力。

但现有的频率法测试存在一些问题，如：频率法一般为拱桥吊杆的单向振动测试，频率易混入吊杆其他方向振动的干扰频率，可能会导致吊杆索力测试的误差甚至错误；频率法测试索力需要测试人员抵达现场，对吊杆进行敲击，相较索力变化量实时监控仪，测试步骤繁复且不具有实时性；若一次同时测试多根吊杆，通常需要测试人员进行重复性工作。

目前实际应用中，通过吊杆伸长量实时监控索力变化量的技术手段，在桥梁监测和检测中并不常用；通过吊杆伸长量实时监控索力变化量是基于吊杆索力与其长度的对应关系，通过测试吊杆的长度变化来计算得出吊杆索力变化量，因此，准确地测量吊杆长度增量是索力实时监控的关键。

因此，如何提供一种能够远程监测拱桥吊杆伸长量的实时监控装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置，安装在现场的索力监测机构能够对拱桥吊杆的长度增量实时监测，并通过无线传输技术发送到监测信息接收端，使工作人员能够根据吊杆索力与其长度的对应关系，通过测试吊杆的长度变化来计算得出吊杆索力变化，从而可以实时准确地通过吊杆长度变化判定得到索力变化，具体对应公式为：δf＝δσ·a＝e·δl/l·a。其中：δf-索力变化量、δσ-应力变化量、a-吊杆横截面面积、e-弹性模量、δl-吊杆长度变化量、l-吊杆原始长度。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置，包括：索力监测机构和监测信息接收端；其中所述索力监测机构包括蓄电池和与所述蓄电池电性连接的拉绳位移传感器、采集卡、无线传输模块；所述拉绳位移传感器安装在拱桥吊杆上；所述拉绳位移传感器与所述采集卡电性连接，所述采集卡与所述无线传输模块电性连接，所述无线传输模块通过无线通讯方式与所述监测信息接收端通讯。

优选的，在上述一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置中，所述拉绳位移传感器与拱桥吊杆数量匹配，每个拱桥吊杆上分别设置有所述拉绳位移传感器，每个拱桥吊杆上的所述拉绳位移传感器分别与所述采集卡电性连接。

优选的，在上述一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置中，所述拉绳位移传感器的拉绳绳头与拱桥吊杆一端固定连接，所述拉绳位移传感器固定连接在拱桥吊杆另一端；所述拉绳位移传感器外伸的拉绳处于张紧状态，并且与拱桥吊杆轴线平行。

优选的，在上述一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置中，所述采集卡为数据采集卡。

优选的，在上述一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置中，所述无线传输模块为wifi模块，wi-fi模块通过无线通讯协议与无线路由器进行通讯，无线路由器接入因特网，同时监测信息接收端接入因特网接收wi-fi模块发送的数据信息。

优选的，在上述一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置中，所述监测信息接收端为联网计算机或手持通讯设备。

优选的，在上述一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置中，所述蓄电池采用可充电蓄电池。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置，采用拉绳位移传感器可以实时地判定吊杆长度变化，进而根据吊杆索力与其长度的对应关系得出索力变化，相较常用的频率法判定索力，抗干扰能力强、降低了吊杆局部损伤引起的应变测试误差、应变测试稳定性引起的误差、计算方法也得到简化，且不需要测试人员在测点处手动操作，实现了实时化便捷监测；

采用采集卡可以直接将拉绳位移传感器信号转化为数字信号，方便测试数据的存储传输；采用无线传输模块进行无线通讯传输，使用wi-fi模块可以避免由于长信号线缆引起的拉绳位移传感器信号衰减，同时减少现场布线的工作量，方便同时监测多根吊杆受力情况；

采用可充电蓄电池，可以多次充放电重复使用，能够满足拱桥吊杆长期实时监测的供电需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的结构框架图；

图2附图为本实用新型的原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置，采用拉绳位移传感器可以实时地判定吊杆长度变化，进而根据吊杆索力与其长度的对应关系得出索力变化，相较常用的频率法判定索力，抗干扰能力强、降低吊杆局部损伤引起的应变测试误差、应变测试稳定性(零点漂移)引起的误差、计算方法也得到简化，且不需要测试人员在测点处手动操作，实现了实时化便捷监测。

本实用新型的一种拱桥吊杆索力变化量实时监控装置，包括：索力监测机构和监测信息接收端；其中索力监测机构包括蓄电池和与蓄电池电性连接的拉绳位移传感器、采集卡、无线传输模块，蓄电池对拉绳位移传感器、采集卡、无线传输模块进行供电；拉绳位移传感器安装在拱桥吊杆上；拉绳位移传感器与采集卡电性连接，采集卡与无线传输模块电性连接，无线传输模块通过无线通讯方式与监测信息接收端通讯。通过长度增量判定索力增量的技术，形成一个更为实用的拱桥索力变化量监控仪，从而可以准确、实时地测定吊杆长度变化，进而计算得到索力变化。

为了进一步优化上述技术方案，拉绳位移传感器与拱桥吊杆数量匹配，每个拱桥吊杆上分别设置有拉绳位移传感器，每个拱桥吊杆上的拉绳位移传感器分别与采集卡电性连接。

为了进一步优化上述技术方案，拉绳位移传感器的拉绳绳头与拱桥吊杆一端固定连接，拉绳位移传感器固定连接在拱桥吊杆另一端；拉绳位移传感器外伸的拉绳处于张紧状态，并且与拱桥吊杆轴线平行。

为了进一步优化上述技术方案，采集卡为数据采集卡。

为了进一步优化上述技术方案，无线传输模块为wifi模块，wi-fi模块通过无线通讯协议与无线路由器进行通讯，无线路由器接入因特网，同时监测信息接收端接入因特网接收wi-fi模块发送的数据信息。wifi模块通过无线通讯协议将采集卡发出的数字信号发送到无线路由器，无线路由器将此监测数据发送到因特网，而监测信息接收端通过因特网接收无线路由器发出的监测数据，然后再通过长度增量判定索力增量。

为了进一步优化上述技术方案，监测信息接收端为联网计算机或手持通讯设备。

为了进一步优化上述技术方案，蓄电池采用可充电蓄电池。

为了进一步优化上述技术方案，蓄电池通过太阳能控制器电性连接有太阳能电池板。

本实用新型工作原理：在拱桥吊杆上安装多个由拉绳位移传感器采集吊杆的实时长度变化信号，将采集到的吊杆长度变化信号通过采集卡转换为数字信号，wifi模块通过无线通讯协议将采集卡发出的数字信号发送到无线路由器，无线路由器将此监测数据发送到因特网，而监测信息接收端通过因特网接收无线路由器发出的监测数据，然后再通过长度增量判定索力增量，可以实时地监控吊杆索力变化，解决检测滞后问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。