一种可实时监控应力的充砂系统的制作方法

本实用新型及海滩上筑堤使用的吹填砂袋工程领域，尤其是一种可实时监控应力的充砂系统。

背景技术：

在海滩上，将砂浆吹填入充砂袋用来做围堰、围挡基础是沿海施工常用的方法之一。充砂袋一般体积较大，多为扁平长方体，有一定的厚度，平面上各边长能到达数十米。施工中每次只填充一个砂袋，在充填完毕的砂袋左右或上部继续充填下一个砂袋，依次施工。现实中，工程多由多个砂袋和多层砂袋构筑而成，因此单一砂袋的充填精度与均匀度对整个结构的稳定性和强度有着直接的影响。为保证砂袋的填充尽量均匀，单个砂袋尽量厚，填砂流量尽量大以提高施工精度与速度，实际工程中常在充砂袋的上表面布置多个砂浆进口，分别连接充填管用于砂浆的充填，控制砂浆进口的开启顺序和填充量以保证填充质量。

传统施工中，在对充砂袋进行泥砂充填时，操作员往往仅凭以往施工经验布置砂浆进口的位置和开启砂浆进口的时间并调整充砂流量。因砂袋常在海水中进行充填，水下地形和水流情况复杂，故人工控制充砂的施工方式可能存在很大的误差，导致砂袋填充不均匀且效率低下，进而影响整个结构的稳定性、强度和施工进度。此外，充砂袋材料多为机织布，抗拉强度存在极限值。当充填过程中出现砂带小范围填充量过大时，容易造成砂袋局部高度鼓胀，袋壁出现拉应力集中现象，可能导致袋体破裂，无法继续施工。如果能实时地监测砂袋的应力和应变状态，并依此智能地调整充砂流量，将有效地提高施工速度并降低填充砂袋的应力集中风险，从而保证施工质量。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种可实时监控应力的充砂系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种可实时监控应力的充砂系统，包括充砂平台、混合容器和充填砂袋，在充砂平台的中央设置有混合容器，混合容器上设置有充砂管，作为泥砂的入口，在充填砂袋的上层袋体上设置有六个充砂孔，分别为位于四角的第一四角充砂孔、第二四角充砂孔、第三四角充砂孔和第四四角充砂孔，和位于砂袋中间位置的第一中间充砂孔和第二中间充砂孔，六个充砂孔分别通过充砂软管与混合容器连接。在充填砂袋的下层袋体内横纵多线均匀布设固定布带，形成布带网，在所述布带网内设置应力传感器及传感数据线，以形成横纵均匀分布的应力传感网，传感数据线与数据处理终端连接，应力传感器能实时监测下层袋体在充砂过程中的应力变化数据，并将应力变化数据传递给数据处理终端。

在上述技术方案中，第一中间充砂孔设置在充填砂袋中心的上方，且沿充填砂袋宽度方向上，距离充填砂袋中心的距离为充填砂袋宽度的五分之一到四分之一。

在上述技术方案中，第二中间充砂孔设置在充填砂袋中心的下方，且沿充填砂袋宽度方向上，距离充填砂袋中心的距离为充填砂袋宽度的五分之一到四分之一。

在上述技术方案中，设置在充填砂袋四角位置的四角充砂孔中，沿充填砂袋长度方向上，两个四角充砂孔的中心距离为砂袋长度的五分之四到六分之五；沿充填砂袋宽度方向上，两个四角充砂孔的中心距离为砂袋宽度的四分之三到五分之四。

在上述技术方案中，每组充砂软管和充砂孔之间为密封连接。

在上述技术方案中，应力传感器设置于布带网中的布带上，且布带的交叉处不设置传感器。

在上述技术方案中，数据处理终端内安装有数据处理和智能控制软件，并可通过无线传输与移动设备客户端进行数据的交互，以实现移动设备客户端上的实时监控。

在上述技术方案中，在充砂软管与混合容器的连接处设置有控制阀门与无线控制器，数据处理终端与无线控制器通过无线连接，以实现通过信号传递对控制阀门的调节。

在上述技术方案中，数据处理终端设置有显示屏和报警音响，显示屏显示应力传感器的实时监测数据，历史应力变化过程和按当前施工进度未来预测应力变化情况，当预测应力变化趋势达到砂袋临界应力或实时应力值接近临界应力值时，报警音响将自动工作，提醒施工人员手动调整分流器充砂流量，或通过无线信号自动调整充砂流量以控制应力变化在可控范围内。

在实际应用中，数据处理终端可放至于岸上或吹砂船上，将实测应力应变数据传输至移动设备客户端，使施工人员能够方便直观地了解现场砂袋应力情况。

一种可实时监控应力的充砂系统的应用：

步骤1：按预设充砂流量对充填砂袋进行充砂；

步骤2：充砂过程中，施工人员通过观察数据处理终端装置屏幕或移动设备客户端，实时指导调整各充砂孔的充砂流量；

步骤3：按最佳工况进行充砂，当出现紧急情况时，报警音响响起；

步骤4：数据处理终端或移动设备客户端显示砂袋过充砂的部位，终端或移动设备客户端显示应对处理的施工措施方案，施工人员可选择自动调整或手动干预；

步骤5：当整个吹填的砂袋达到饱和状态时，停止充砂，完成对砂袋的整体吹填工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：数据处理终端通过接收的实时数据，可智能分析并自动或人为调整每个充砂孔的充砂流量，能有效地提高施工速度并降低因拉应力过大而导致砂袋破裂的风险，从而保证施工安全，提高施工效率，有效减短施工期并更好地保证吹填砂袋施工的工程质量。

附图说明

图1为砂袋上层充砂孔分布示意图。

图2为传感器在砂袋布体中分布示意图。

图3为应力传感器在下层砂袋平面分布示意图。

其中1为充填砂袋，1-1为上层袋体，1-2为下层袋体，1-3为固定布带，2-1为第一四角充砂孔，2-2为第二四角充砂孔，2-3为第三四角充砂孔，2-4为第四四角充砂孔，3-1为第一中间充砂孔，3-2为第二中间充砂孔，4-1为第一充砂软管，4-2为第二充砂软管，4-3为第三充砂软管，4-4为第四充砂软管，4-5为第五充砂软管，4-6为第六充砂软管，5为充砂平台，6为混合容器，7为充砂管，8为应力传感器，9为传感数据线，10为数据处理终端，11为移动设备客户端。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图中所示，一种可实时监控应力的充砂系统，包括充砂平台5、混合容器6和充填砂袋1，在充砂平台的中央设置有混合容器，混合容器上设置有充砂管7，作为泥砂的入口，在充填砂袋的上层袋体上设置有六个充砂孔，分别为位于四角的第一四角充砂孔2-1、第二四角充砂孔2-2、第三四角充砂孔2-3和第四四角充砂孔2-4，和位于砂袋中间位置的第一中间充砂孔3-1和第二中间充砂孔3-2，六个充砂孔分别通过充砂软管(4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6)与混合容器连接，在充填砂袋的下层袋体内横纵多线均匀布设固定布带1-3，形成布带网，在所述布带网内设置应力传感器8及传感数据线9，以形成横纵均匀分布的应力传感网，传感数据线与数据处理终端10连接，应力传感器能实时监测下层袋体在充砂过程中的应力变化数据，并将应力变化数据传递给数据处理终端。

在上述技术方案中，每组充砂软管和充砂孔之间为密封连接。

在上述技术方案中，应力传感器设置于布带网中的布带上，且布带的交叉处不设置传感器。

在上述技术方案中，数据处理终端内安装有数据处理和智能控制软件，并可通过无线传输与移动设备客户端进行数据的交互，以实现移动设备客户端上的实时监控。

在上述技术方案中，在充砂软管与混合容器的连接处设置有控制阀门与无线控制器，数据处理终端与无线控制器通过无线连接，以实现通过信号传递对控制阀门的调节。

在上述技术方案中，数据处理终端设置有显示屏和报警音响，显示屏显示应力传感器的实时监测数据，历史应力变化过程和按当前施工进度未来预测应力变化情况，当预测应力变化趋势达到砂袋临界应力或实时应力值接近临界应力值时，报警音响将自动工作，提醒施工人员手动调整分流器充砂流量，或通过无线信号自动调整充砂流量以控制应力在可控范围内。数据处理终端放至于岸上，将实测应力应变数据传输至移动设备客户端，使施工人员能够方便直观地了解现场砂袋应力情况。

一种可实时监控应力的充砂系统在使用时：首先，按预设充砂流量对充填砂袋进行充砂；充砂过程中，施工人员通过观察数据处理终端装置屏幕或移动设备客户端，实时指导调整各充砂孔的充砂流量；按最佳工况进行充砂，当出现紧急情况时，报警音响响起；数据处理终端或移动设备客户端显示砂袋过充砂的部位，终端或移动设备客户端显示应对处理的施工措施方案，施工人员可选择自动调整或手动干预；当整个吹填的砂袋达到饱和状态时，停止充砂，完成对砂袋的整体吹填工作。

以上对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。