一种单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警装置的制作方法

本发明涉及建筑设备技术领域，具体为一种单柱墩桥梁倾斜度检测装置。

背景技术：

城市公路桥梁及高速公路桥梁建设中，由于受地形、地物、占地面积和城市发展规划等影响，其下部墩柱往往采用单柱墩支撑方式，以减少占用土地面积、改善下部结构布局，减少桥梁基础与地下建筑位置冲突、增加视野和桥形美观。然而，桥梁结构工程师在设计或施工时往往关注的重点在于桥梁上部结构的抗弯、抗剪承载能力方面，而对于桥梁载荷分布不均匀所引起的主梁向外或向内偏转而使支座脱空，甚至梁体倾覆的考虑是无法预测的。从交通现状来看，目前国内部分地区的重载车辆普遍存在超载现象，个别车辆超载甚至达到200％-300％，若遇上堵车情况，大量重载车辆停留在外侧车道时，上部主梁容易发生“倒扣式”整体倾覆。为了克服严重偏载所引起的桥梁倾覆大型恶性事件发生，有必要对桥梁的偏载情况进行实时检测与监控。

采取单柱墩桥梁加固装置是防止桥梁倾覆的方法之一。在钢结构支撑中加入两个带有悬臂的半环形抱箍，并通过高强螺栓与桥墩两侧连接，cn201810268700.7提出一种独柱墩桥梁的防倾覆加固装置及安装方法。中铁第四勘探设计院集团有限公司在桥下空间受限或条件不允许的情况下，采取增设钢盖梁的方式，公开了一种独柱墩桥梁的抗倾覆加固装置(cn201310363760.4)。cn201720890693.5则公开了一种具有液压装置的独柱墩桥梁防倾覆装置。cn201611082524.5通过在锚固底板中采用弹性构件及位移跟进板的方式，公开了一种柱墩式桥梁防偏移装置。桥梁监测相关专利较多，例如：一种用于市政桥梁建筑领域的桥梁状态监测装置(cn201721649306.5)、一种桥梁形变检测系统(cn201620877007.6)、一种基于桥梁安全性能检测的智能化检测装置(cn201810147300.0)等。然而，众多专利中缺乏具有针对环境因素(偏载)进行实时测量，并及时做出预警的能力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有单柱墩桥梁监测系统对桥梁倾斜度监测实时性与预警不足，提出一种单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警装置，该装置主要由具有拓扑构型的检测本体结构(1)、四个对称分布的检测柱体(3)、四个对称粘贴在检测柱体上的应变片(6)组成。

本实用新型的有益效果：1.通过采用拓扑优化方法对单柱墩桥梁倾斜度监测本体结构进行设计，得到具有拓扑构型的检测本体结构(1)、四个对称分布的检测柱体(4)，其中具有拓扑构型的检测本体结构(1)由四个对称分布的检测柱体(4)、上安装面(2)、四个对称分布的安装定位孔(3)、下安装面(5)组成，该检测本体结构(1)通过四个对称分布的安装定位孔(3)进行施工安装，通过上安装面(2)与桥梁接触并并承受来自桥梁的载重，通过四个对称分布的检测柱体(4)的变形量来感知桥梁载重变化情况。2.在四个对称分布的检测柱体(4)上对称粘贴四个应变片(6)，用来感知检测柱体的弹性变形，并通过惠斯通桥式电路实现单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

图1具有拓扑构型的检测本体结构图。

图2对称分布的检测柱体结构图。

图3应变片组成的惠斯通桥式检测电路结构图。

图中标注：1.检测本体结构，2.上安装面，3.安装定位孔，4.检测柱体，5.下安装面，6.应变片，7.第一应变片电阻，8.第二应变片电阻，9.第三应变片电阻，10.第四应变片电阻

具体实施方式

本实用新型涉及一种单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警装置。

采用拓扑优化设计方法，得到示意图1所示的具有拓扑构型的检测本体结构，检测本体结构由示意图2所示的四个对称分布的检测柱体组成。检测本体结构通过四个对称的施工安装定位孔及上安装面与桥梁连接，通过下安装面与单柱墩连接。

按照示意图2所示，在四个对称的检测柱体上分别粘贴有对称的四个应变片，将对称的四个应变片电阻组成如示意图3所示的惠斯通电桥，通过四个应变片的电阻值变化来感知检测柱体的弹性变形情况，实现桥梁倾斜度实时监测及预警。

技术特征：

1.一种单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警装置，其特征在于：采用拓扑优化设计方法，得到具有拓扑构型的检测本体结构(1)、四个对称分布的检测柱体(3)、四个对称粘贴在检测柱体上的应变片(6)的单柱墩倾斜度实时监测及预警装置组成形式。

2.根据权利要求1所述一种单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警装置，其特征在于：将四个对称分布的应变片电阻组成惠斯通桥式电路，实现单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警。

技术总结
本实用新型涉及一种单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警装置。1.一种单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警装置主要由具有拓扑构型的检测本体结构、四个对称分布的检测柱体、四个对称粘贴在检测柱体上的应变片、上安装面、安装定位孔及下安装面所组成。检测本体结构通过四个对称分布的安装定位孔进行施工安装，通过上安装面与桥梁接触并承受来自桥梁的载重，通过四个对称分布的检测柱体变形量来感知桥梁载重变化情况。2.在四个对称分布的检测柱体上对称粘贴四个应变片，用来感知检测柱体的弹性变形，并通过惠斯通桥式电路实现单柱墩桥梁倾斜度实时监测及预警。

技术研发人员：朱大昌;杜宝林;崔翱东
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：2020.04.27
技术公布日：2020.10.30