[发明专利]一种桩基冲刷监测装置

说明书

一种桩基冲刷监测装置，包括水下测管、测量组件和数据采集仪，所述水下测管位于待监测桩基侧边，所述测量组件位于所述水下测管的迎水面侧，所述测量组件包括测力柱和土压力测力传感器，所述土压力测力传感器位于所述测力柱内，所述测力柱从上到下等间隔布置在所述水下测管上，所述土压力测力传感器的信号输出端均与所述数据采集仪连接。本发明提供一种操作简便、精度较高、实时性良好、有效实现远程监测的桩基冲刷监测装置。

技术领域

本发明涉及跨海越江桥梁工程下部结构的安全监测，具体涉及一种水中桥梁桩基础的定量实时冲刷监测装置。

背景技术

桥梁下部结构通过水下桩基支撑整个上部结构和车辆荷载，水下桩基承受着所有桥梁结构的竖向荷载，桩侧土压力的变化直接决定了桩基承载力的大小。而跨海越江桥梁的水下桩基受水流冲刷影响，会发生桩侧土冲淤变化，这对桥梁桩基的安全性有很大影响，甚至造成桥梁垮塌破坏，近年国内外此类事故都时有发生。因此，桥梁工程中对桩基附近的水下地基土层进行观测成为近年来工程界十分关系的问题。受水流冲刷作用下引起的桥梁损伤破坏也是桥梁结构健康监测需要重点关注的问题，对保证跨海越江桥梁的长期安全运行具有重要意义。如果能实时掌握桥梁桩基侧的土层受水流冲刷变化的信息，即可再桥梁运营过程中及时采用适当工程加固方法有效降低事故发生的几率，延长结构的使用年限。

对桥梁桩基附近水下土层冲刷的监测，目前现有的方法式是通过固定仪器监测和便携式仪器监测，采用的原理有声纳技术和多波束的方法。现有的桩基冲刷测试方法的基本原理主要是测量水面到泥沙层介质间的深度变化。总的来看，这些方法还有不足之处：第一，这些方法一般无法实时连续测试，一般是定期出船进行观测。且不能真正考虑冲淤层的复杂往复变化所带来的对桩侧土压力真实变化，其测试得到的仅是水与泥沙界面的深度变化，无法考虑界面下层泥沙土层的密度变化，因此无法准确得到桩基侧土压力是否发生了变化。一般测量的精度也十分容易受到波浪等外界环境的干扰，需要不断地进行校正来适应不同水域的环境变化。第二，这种方法不能监测到桥梁桩基近侧冲刷引起的土压力变化，得到的是水下大尺度的地形冲刷演化，桩侧反而是测试盲点。

发明内容

为了克服已有桩基附近水下土层冲刷的监测的操作复杂、精度较低、实时性较差、无法实现远程监测的不足，本发明提供一种操作简便、精度较高、实时性良好、有效实现远程监测的桩基冲刷监测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种桩基冲刷监测装置，包括水下测管、测量组件和数据采集仪，所述水下测管位于待监测桩基侧边，所述测量组件位于所述水下测管的迎水面侧，所述测量组件包括测力柱和土压力测力传感器，所述土压力测力传感器位于所述测力柱内，所述测力柱从上到下等间隔布置在所述水下测管上，所述土压力测力传感器的信号输出端均与所述数据采集仪连接。

进一步，所述土压力测力传感器包括用以感应土压力的传力杆和用于感知传力杆传导的土压力的光纤光栅传感器，所述传力杆与所述光纤光栅传感器配合。

再进一步，所述测力柱呈径向布置，所述传力杆位于所述测力柱的内腔，所述光纤光栅传感器位于所述测力柱的底部。

所述监测装置还包括数据发射装置，所述数据采集仪与所述数据发射装置连接。