一种闸站水工建筑物变形监测设备及其监测方法与流程

本发明涉及水工建筑物监测，更具体地说，本发明涉及一种闸站水工建筑物变形监测设备及其监测方法。

背景技术：

1、闸站是一种用于调节水位和控制水流的水工建筑物，主要用于调节水文环境和保证水利工程的安全稳定运行。如可以控制水库的蓄水和流量，防止水库过剩或过早放水影响下游水文环境。

2、闸站主体是由钢筋混凝土制成，在使用过程中，由于受自重、水压力、土压力、扬压力、冰和地震荷载作用及地基变形等因素的影响，会发生变形，变形包括水平位移和垂直位移、地基的固结沉降情况、伸缩缝的变形等。

3、闸站在运行过程中受到来自于外界环境因素的影响，如当温度冷暖变化较为明显会时，会导致地基发生不同程度的收缩和扩张，从而产生较大的作用力，而当混凝土各部分的收缩和扩张不一致时，混凝土就会产生裂缝，使水工建筑物被破坏。

4、因此，为了适应温度变化，一般在闸站主体上设置永久性伸缩缝，伸缩缝作为一道隔离构造，当在温度变化时，伸缩缝可以开合和错动，以适应这种变化，如此，就能够有效地减轻或避免闸站主体产生裂缝。伸缩缝变形时，预示着混凝土结构变形，因此，监测伸缩缝的变形可以反映混凝土结构变形。

5、目前监测伸缩缝的变形使用振弦式表面测缝计，其主要由万向节、位移计、振弦及激振电磁线圈、观测电缆等组成。当被测结构物发生变形时将会带动测缝计伸缩，经过计算，即可测出被测结构物的变形量。

6、振弦式表面测缝计在埋设在混凝土结构内时，应当设置两个保护套筒，分别安装在伸缩缝的两侧，以将测缝计与混凝土结构分隔开，测缝计两端的万向节分别安装在保护套筒内，由于混凝土结构在变形时，伸缩缝不仅有横向的位移，还有上下的错动以及倾斜角度的变化，因此，两个保护套筒之间必须要留有间隙，防止在变形时，两个保护套筒抵靠在一起而发生测量值不准确的问题。

7、为了防止伸缩缝在环境因素如雨水的作用下发生损坏，因此要对伸缩缝进行防渗止水处理，通常是在伸缩缝内填充柔性填料，柔性填料在凝固后，具有良好的黏接性能，可确保在各种工况下黏接界面不发生破坏。

8、但是，由于振弦式表面测缝计的两个保护套筒之间留有间隙，在填充柔性填料时，柔性填料会从间隙流入两个保护套筒内，附着在万向节以及测缝计上，甚至将两个保护套筒内部完全填充，由此，使得振弦式表面测缝计不能正常动作，影响测量结果。

技术实现思路

1、本发明提供的一种闸站水工建筑物变形监测设备及其监测方法，所要解决的问题是：填充柔性填料时，柔性填料会从间隙流入两个保护套筒内，附着在万向节以及测缝计上，甚至将两个保护套筒内部完全填充，影响测量结果的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种闸站水工建筑物变形监测设备，包括外保护套筒、内保护套筒和测缝计，外保护套筒和内保护套筒横向相对设置，内保护套筒开口的一端插入外保护套筒的内部，并且外保护套筒和内保护套筒开口的一端具有间隙，测缝计的两端分别安装在外保护套筒和内保护套筒内侧的端部，从而通过测缝计对伸缩缝进行监测；

3、外保护套筒开口的端部位于伸缩缝的位置，间隙的内部设置有隔板，隔板用于封堵间隙，外保护套筒的内部设置有驱动组件，驱动组件用于驱动隔板向外保护套筒内部的方向移动，从而使隔板脱离内保护套筒并解除对间隙的封堵。

4、在一个优选的实施方式中，驱动组件包括拉力部件和锁定部件，锁定部件用于将隔板锁定在间隙内，拉力部件用于对隔板施加沿着外保护套筒内部方向的拉力，当锁定部件解除对隔板的锁定时，拉力部件拉动隔板使隔板脱离内保护套筒。

5、在一个优选的实施方式中，锁定部件为直线控制部件，直线控制部件包括固定板，固定板固定安装在内保护套筒的内侧壁上，固定板上固定安装有电磁铁，电磁铁的输出端固定连接有连接杆，连接杆贯穿内保护套筒的侧壁延伸至间隙的内部，连接杆的上端安装有钢珠二，直线控制部件将隔板锁定时，钢珠二与隔板的侧壁贴合。

6、在一个优选的实施方式中，锁定部件为旋转控制部件，旋转控制部件包括电机，电机固定安装在内保护套筒的内壁上，电机的输出端固定安装有偏心轮，偏心轮贯穿内保护套筒的侧壁延伸至间隙的内部，旋转控制部件将隔板锁定时，偏心轮的凸缘与隔板的侧壁贴合。

7、在一个优选的实施方式中，拉力部件为拉簧，隔板的侧壁上以及外保护套筒内侧的端壁上均固定连接有固定环，拉力部件的两端分别设置在两个固定环上。

8、在一个优选的实施方式中，外保护套筒开口一端的内侧壁固定连接有环形凸缘一，内保护套筒的外侧壁固定连接有环形凸缘二，环形凸缘二位于环形凸缘一的内侧，隔板的侧壁同时压在环形凸缘一和环形凸缘二的侧壁上，隔板的外边缘与外保护套筒的内壁之间具有间隔，隔板的内边缘与内保护套筒的外壁之间也具有间隔。

9、在一个优选的实施方式中，隔板的外缘以及内缘的圆周方向均开设有凹槽，凹槽的内部滚动设置有钢珠一，凹槽的内部还设置有弹性部件，钢珠一通过弹性部件安装在凹槽的内部。

10、在一个优选的实施方式中，隔板靠近环形凸缘一和环形凸缘二一侧的侧壁上贴合有隔膜，隔板将隔膜压在环形凸缘一和环形凸缘二上。

11、在一个优选的实施方式中，外保护套筒包括筒体和底座筒体为两端开口结构，底座通过螺栓安装在筒体远离内保护套筒的一端。

12、本发明还提供一种闸站水工建筑物变形监测设备的监测方法，包括以下步骤：

13、步骤一、安装设备：将外保护套筒和内保护套筒分别埋设在混凝土结构的伸缩缝的两侧，并使外保护套筒的端部位于伸缩缝的位置，使内保护套筒的端部插入外保护套筒的内部，通过隔板对间隙进行封堵；

14、步骤二、调整设备：通过驱动组件驱动隔板向外保护套筒内部的方向移动，从而使隔板与隔膜分离，同时，隔板脱离内保护套筒并解除对间隙的封堵；

15、步骤三、变形监测：通过测缝计监测伸缩缝的变形。

16、本发明的技术效果和优点：本发明通过将隔板置于间隙的内部，在对伸缩缝内填充柔性填料时，由于隔板的封堵，柔性填料不会进入到外保护套筒的内部，填充后，驱动隔板可以将间隙打开，从而能够防止柔性填料附着在万向节以及测缝计上，甚至将两个保护套筒内部完全填充问题。

技术特征：

1.一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：包括外保护套筒(1)、内保护套筒(2)和测缝计(4)，所述外保护套筒(1)和内保护套筒(2)横向相对设置，所述内保护套筒(2)开口的一端插入外保护套筒(1)的内部，并且外保护套筒(1)和内保护套筒(2)开口的一端具有间隙(3)，所述测缝计(4)的两端分别安装在外保护套筒(1)和内保护套筒(2)内侧的端部，从而通过测缝计(4)对伸缩缝(100)进行监测；

2.根据权利要求1所述的一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：所述驱动组件(6)包括拉力部件(61)和锁定部件，锁定部件用于将隔板(5)锁定在间隙(3)内，所述拉力部件(61)用于对隔板(5)施加沿着外保护套筒(1)内部方向的拉力，当锁定部件解除对隔板(5)的锁定时，拉力部件(61)拉动隔板(5)使隔板(5)脱离内保护套筒(2)。

3.根据权利要求2所述的一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：锁定部件为直线控制部件(62)，所述直线控制部件(62)包括固定板(621)，所述固定板(621)固定安装在内保护套筒(2)的内侧壁上，所述固定板(621)上固定安装有电磁铁(622)，所述电磁铁(622)的输出端固定连接有连接杆(623)，所述连接杆(623)贯穿内保护套筒(2)的侧壁延伸至间隙(3)的内部，所述连接杆(623)的上端安装有钢珠二(624)，直线控制部件(62)将隔板(5)锁定时，钢珠二(624)与隔板(5)的侧壁贴合。

4.根据权利要求2所述的一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：锁定部件为旋转控制部件(63)，所述旋转控制部件(63)包括电机(631)，所述电机(631)固定安装在内保护套筒(2)的内壁上，所述电机(631)的输出端固定安装有偏心轮(632)，所述偏心轮(632)贯穿内保护套筒(2)的侧壁延伸至间隙(3)的内部，旋转控制部件(63)将隔板(5)锁定时，偏心轮(632)的凸缘与隔板(5)的侧壁贴合。

5.根据权利要求2所述的一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：所述拉力部件(61)为拉簧，所述隔板(5)的侧壁上以及外保护套筒(1)内侧的端壁上均固定连接有固定环(611)，所述拉力部件(61)的两端分别设置在两个固定环(611)上。

6.根据权利要求1所述的一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：所述外保护套筒(1)开口一端的内侧壁固定连接有环形凸缘一(7)，所述内保护套筒(2)的外侧壁固定连接有环形凸缘二(71)，所述环形凸缘二(71)位于环形凸缘一(7)的内侧，所述隔板(5)的侧壁同时压在环形凸缘一(7)和环形凸缘二(71)的侧壁上，所述隔板(5)的外边缘与外保护套筒(1)的内壁之间具有间隔，所述隔板(5)的内边缘与内保护套筒(2)的外壁之间也具有间隔。

7.根据权利要求6所述的一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：所述隔板(5)的外缘以及内缘的圆周方向均开设有凹槽(51)，所述凹槽(51)的内部滚动设置有钢珠一(53)，所述凹槽(51)的内部还设置有弹性部件(52)，所述钢珠一(53)通过弹性部件(52)安装在凹槽(51)的内部。

8.根据权利要求6所述的一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：所述隔板(5)靠近环形凸缘一(7)和环形凸缘二(71)一侧的侧壁上贴合有隔膜(8)，所述隔板(5)将隔膜(8)压在环形凸缘一(7)和环形凸缘二(71)上。

9.根据权利要求1所述的一种闸站水工建筑物变形监测设备，其特征在于：所述外保护套筒(1)包括筒体(11)和底座(12)所述筒体(11)为两端开口结构，所述底座(12)通过螺栓安装在筒体(11)远离内保护套筒(2)的一端。

10.一种闸站水工建筑物变形监测设备的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种闸站水工建筑物变形监测设备及其监测方法，具体涉及水工建筑物监测领域，该监测设备包括外保护套筒、内保护套筒和测缝计，外保护套筒和内保护套筒横向相对设置，内保护套筒开口的一端插入外保护套筒的内部，并且外保护套筒和内保护套筒开口的一端具有间隙，测缝计的两端分别安装在外保护套筒和内保护套筒内侧的端部，从而通过测缝计对伸缩缝进行监测。本发明通过将隔板置于间隙的内部，在对伸缩缝内填充柔性填料时，由于隔板的封堵，柔性填料不会进入到外保护套筒的内部，填充后，驱动隔板可以将间隙打开，从而能够防止柔性填料附着在万向节以及测缝计上，甚至将两个保护套筒内部完全填充问题。

技术研发人员：陈君磊,陆杰,田玉猛,王迪,沈辉
受保护的技术使用者：常州市金坛区水利局薛埠水利管理服务站（常州市金坛区小水库管理所）
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25