[发明专利]竖杆式桥梁挠度监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种检测技术领域的系统，特别是一种竖杆式桥梁挠度监测系统。

背景技术

桥梁的挠度是指桥梁上某一横截面处的形心在垂直于轴的方向发生的纵向线位移的大小。挠度是评价桥梁安全性的重要参数之一，它与桥梁的承载能力及抵御地震等破坏性荷载的能力密切相关，而且过大的挠度会直接影响桥面行车的速度和舒适性。因此对挠度的监测是桥梁健康监测中的重要部分。

对桥梁挠度进行监测所需要达到的主要功能有：(1)监测桥梁上某横截面处发生的挠度值，并获得挠度沿桥梁横向分布的规律。由于桥梁上有无数多个连续分布的点，对每个点的挠度都进行监测是不可能的，也没有必要，所以一般是在桥梁上选取若干个点来获取挠度数据，这些被选取的点就称为测点。桥梁上预期挠度最大的点和主梁两端边缘处的点一般都应被选为测点，除此之外桥梁长度方向上的任意点都可作为测点，由测量者根据情况自由选定。然后根据这些测点在桥梁上的相对位置和挠度值，进行数据拟合后得到挠度横向分布的规律。(2)将监测到的挠度数据与桥梁相关规范中规定的挠度允许值进行对比，及时发现实测挠度达到最大允许值的情况。目前现有的桥梁挠度监测技术已有多种。

经对现有技术文献的检索发现，杨建春，陈伟民在《传感器与微系统》，2006年，第25卷第9期，1～3页发表的“桥梁结构挠度自动监测技术的现状与发展”一文中对现有技术做了介绍，其存在一定的缺陷：在监测成本和效果之间没能做到很好的平衡，新出现的技术有使监测成本不断增高的趋势，采集到的数据却出现大量冗余，造成了财力物力的浪费。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术之不足，提供一种竖杆式桥梁挠度监测系统。为新型的挠度监测技术，可以简便有效地进行挠度监测，控制数据的冗余，丰富了现有桥梁挠度监测技术。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括计算机，测点处机构；测点处机构与计算机之间通过导线相连。所述的测点处机构，是指：布置于桥梁上预期挠度最大的测点处的第一类竖杆，布置于主梁边缘处的测点处的第二类竖杆，布置于剩余测点处的第三类竖杆，还包括布置于第二类竖杆以及第三类竖杆内的数字式位移传感器。

所述的第一类竖杆，其中间杆竖直向下，两个竖向边杆分布在左右两边。竖向中间杆和竖向边杆之间由水平横杆连接。

所述的第一类竖杆，其形状如“山”字。

所述的第二类竖杆，为竖向布置的开口空心杆，内部固结布置有数字式位移传感器。

所述的第二类竖杆，其截面形状是：圆形，矩形，多边形任一种。

所述的第三类竖杆，其形状呈双条竿状，包括竖向的开口空心杆和实心曲形杆两部分。实心曲形杆又包括水平横杆和竖向边杆两部分。在开口空心杆内部固结布置有数字式位移传感器。

所述第三类竖杆的开口空心杆，其截面形状是：圆形，矩形，多边形任一种。

所述的测点处机构的竖杆，其第一类竖杆、第二类竖杆、第三类竖杆它们之间的连接关系是：第一类竖杆的竖向边杆伸入相邻的第三类竖杆的开口空心杆内，与开口空心杆内部的数字式位移传感器的感应部件之间相接触，第一类竖杆的水平横杆的上表面与所述开口空心杆的下端面在竖直方向上紧密接触；每个第三类竖杆的竖向边杆伸入相邻竖杆(第三类竖杆或第二类竖杆)的开口空心杆内，与开口空心杆内部的数字式位移传感器的感应部件之间同样相接触，其水平横杆的上表面同样与开口空心杆的下端面在竖直方向上紧密接触。这样，各第二类竖杆和第三类竖杆的开口空心杆在竖直方向刚好完全包容内部的竖向边杆。三类竖杆之所以如此进行设计和连接，出发点和功能在于：当桥梁发生下挠时，以上竖杆会随所在测点发生下降，其竖向下降量可认为等同于所在测点处的挠度。由于各相邻测点处出现的挠度值是不同的，因此各相邻竖杆的下降幅度不同。按照前述的竖杆间连接关系，在挠度出现前，各第二类竖杆和第三类竖杆的开口空心杆在竖直方向是刚好完全包容了内部的竖向边杆的，而挠度出现后，相邻吊杆下降幅度的差异将导致竖向边杆相对于所在的开口空心杆会发生一定的竖向相对位移，这一相对位移值就反映出了相邻测点处挠度值的差异。由于位移传感器本身固结在开口空心杆内，竖向边杆与位移传感器的感应部件是相接触的，所以位移感应部件将采集到这一相对位移值。为下一步获取各测点的挠度值提供了基础。

所述的数字式位移传感器：固结于开口空心杆内，数字式位移传感器的感应部位与竖向边杆相接触，且数字式位移传感器的信号输出端与计算机相连接。

本发明的基本工作过程和原理：