[发明专利]一种串联式的水平型路基沉降测量装置

说明书

技术领域

本发明属于路基沉降监测技术领域，具体涉及一种串联式的水平型路基沉降测量装置。

背景技术

随着我国交通路网规模的不断发展与扩大，公路的建设与日俱增，各地均开展了相应的道路扩宽与新建工程，在实际工程中也会遇到很多问题，尤其是软土路基填筑、新旧道路的搭接及不均匀沉降问题。因此对于填筑路基的监测任务要求也越来越重要，路基沉降作为填筑路基监测的必测项目之一，不仅可以有效控制公路路基的变形(如工后沉降、不均匀沉降、内部裂缝的开展及路面平整度等)，而且根据实测沉降分析和推算，检验软土路基处理的效果，为预压、卸载时间以及路面结构层施工时间提供判断依据。

目前最常用的填筑路基沉降监测的设施主要由水准仪配合路基沉降板和沉降桩使用。沉降板由600mm×600mm×9mm的钢板和直径为25mm钢管组成，实际工程中通常采用接长观测点方法，即在钢板上焊接钢管，使钢管能不断接长，管顶始终都露出地面，便于各测点沉降量的测量，但是由于钢管于周围沙土接触而产生摩阻力，影响沉降板的下沉，因此测得的沉降量于是计沉降量相比偏小。对于沉降桩一般均采用钢筋混凝土预制桩，沉降桩一般打入地表深度不小于50cm，以确保自身稳定性，桩顶需要高出地面的高度不小于10cm并在桩顶打进1寸水泥钉，作为以后的观测标志，不仅耗费大量的人力、物力，而且操作繁琐复杂。对于沉降板和沉降桩的水准观测时均需要布设临时水准点，但是对于临时水准点要求应设在不受垂直向和水平向变形影响的坚固地基上或永久建筑物上，其位置应尽量满足观测时不转点的要求。在特殊路基填筑路段，布设满足上述要求的临时水准点是很困难的，因此将直接影响观测点的测量精度；路基一般较长，布设的沉降监测点也多，但是水准仪的测量范围有限，需要多次转点测量，也会导致较大误差。对于传统的沉降板和沉降桩的埋设均需高出填筑路面，不免会受到机械和人为因素的干扰，因此也会产生较大的偶然误差。通常路基中心点处由于布设沉降板或沉降桩，导致该点周围的土层碾压不密实，后期会导致路面出现凹槽，开裂。传统路基沉降测量均选取各段路基横截面中心上的点的沉降量，存在较大的偶然性、不具代表性。在现有技术中，有人提出了一种路基内部监测的拼接型分布式光纤传感系统，利用光纤传感器与模拟软件相结合的方式，不仅不经济，而且可操作性差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种串联式的水平型路基沉降测量装置，该装置能够一次性对监测整个填筑路基横断面上各间隔点的沉降量，具有操作简单、成本低及准确性高的特点。

为达到上述目的，本发明所述的串联式的水平型路基沉降测量装置包括固定管、数据自动采集仪、数据转换器以及设置于固定管内的传输杆节、导向杆节、第一限位件、管帽、橡胶缓冲垫、第二限位件、第三限位件及若干标准杆节；

固定管位于待测填筑路基内，传输杆节与第一个标准杆节的端部相连接，相邻两个标准杆节相连接，导向杆节的一端与最后一个标准杆节的端部相连接，导向杆节的另一端通过橡胶缓冲垫及管帽密封，其中，传输杆节内、导向杆节内及各标准杆节内均固定有倾角传感器，各倾角传感器依次串联连接后通过数据转换器与数据自动采集仪相连接；

固定管的内壁上沿轴向开设有两个凹槽，第一限位件的中部与传输杆节相连接，第一限位件的两端分别卡接于所述两个凹槽内；第二限位件的中部与标准杆节相连接，第二限位件的两端分别卡接于所述两个凹槽内，第三限位件的中部与导向杆节相连接，第三限位件的两端分别卡接于所述两个凹槽内。

传输杆节包括第一金属外壳，倾角传感器位于所述第一金属外壳内，第一限位件的中部与第一金属外壳的外壁相连接。

标准杆包括第二金属外壳，倾角传感器位于所述第二金属外壳内，第二限位件的中部与第一金属外壳的外壁相连接。

导向杆节包括第三金属外壳，倾角传感器位于所述第三金属外壳内，第三限位件的中部与所述第三金属外壳的外壁相连接。

所述第一限位件、第二限位件及第三限位件均包括第一滚动轮、第二滚动轮及传动轴，第一滚动轮及第二滚动轮分别连接于传动轴的两端，第一滚动轮及第二滚动轮分别卡接于所述两个凹槽内。

第一限位件中传动轴的中部与第一金属外壳的中部相连接，第二限位件中传动轴的中部与第二金属外壳的中部相连接，第三限位件中传动轴的中部与第三金属外壳的中部相连接，第一限位件中的传动轴与第一金属外壳、第一限位件中的传动轴与第一金属外壳以及第一限位件中的传动轴与第一金属外壳均呈十字形分布。

第一滚动轮与传动轴的端部之间、以及第二滚动轮与传动轴的端部之间均通过第一铰接构件相连接；