[发明专利]一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置及其方法、桩基

说明书

本发明公开了一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置，设置在跨海桥梁桩基内，该装置包括：设置在跨海桥梁桩基内壁的传送机构，用于将冲刷监测预警胶囊和波浪荷载监测胶囊运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中；设置在跨海桥梁桩基内壁的冲刷监测预警胶囊，从河床泥面往下依次布置多个所述冲刷监测预警胶囊，用于监测泥沙冲刷变化；设置在跨海桥梁桩基内壁的波浪荷载监测胶囊，用于采集压强信号，根据所述压强信号，计算桥墩所受波浪荷载；及设置在跨海桥梁桩基内壁的位移监测系统，用于测量监测桥墩位移信息。

技术领域

本申请涉及跨海桥梁安全技术领域，特别涉及一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置及其方法、桩基。

背景技术

跨海桥梁桥墩是支承跨海桥梁结构并将恒载和车辆活载传至地基的建筑物，跨海桥梁桥墩常年处在潮流波浪动力强劲、海床冲淤复杂的海洋环境中，桥墩安全对桥梁结构安全至关重要。桥墩基座处的冲刷深度和桥墩所受的波浪荷载是影响跨海桥梁桥墩位移的两个重要因素，准确判断桥墩基础的冲刷深度和其所受的波浪荷载对于桥梁的安全尤为重要。在实际海洋潮汐和不规则波浪联合作用下，复合桥墩基座处的冲刷深度与作用于其上的波浪力关系非常复杂。目前虽然已有不少基于潮流波浪大小和泥沙特性预测桥墩冲刷的研究成果，但都是针对具体海域条件下的桥墩工程，其预测的准确性、可靠性和普适性还有待提高。为了确保桥梁的安全，进行桥墩基础处的冲刷深度、波浪荷载和位移监测，对桥梁安全显得非常必要和重要。

目前在跨海桥梁上针对桥墩冲刷、波浪荷载或位移的监测系统已经有所尝试应用，但迄今每个监测任务都是单独执行。且监测系统均是在桥梁建设完成后，再在桥墩外围布设监测设备，这样仪器设备常年暴露在海水、海风等腐蚀环境中，仪器的耐久性和可靠性较差，遇到极端台风天气，仪器设备可能被台风浪和飓风破坏，从而不能保证桥梁安全监测数据的长期性和稳定性。

发明内容

鉴于此，本申请实施例提供一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置及其方法、桩基。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种用于桥墩的多目标联合监测预警装置，设置在跨海桥梁桩基内，该装置包括：

设置在跨海桥梁桩基内壁的传送机构，用于将冲刷监测预警胶囊和波浪荷载监测胶囊运送至指定位置，并将其插入桩基内壁的预留孔中；

设置在跨海桥梁桩基内壁的冲刷监测预警胶囊，从河床泥面往下依次布置多个所述冲刷监测预警胶囊，用于监测泥沙冲刷变化并预警；

设置在跨海桥梁桩基内顶底面的波浪荷载监测胶囊，用于采集压强信号，根据所述压强信号，计算桥墩所受波浪荷载；及

设置在跨海桥梁桩基内壁的位移监测系统，用于监测桥墩位移信息。

进一步地，所述传送机构包括：

轨道，所述轨道从上至下布置在所述桩基内壁；

传送机，所述传送机安装在所述轨道上；

伸缩杆，所述伸缩杆垂直安装在所述传送机上；及

机械夹，所述机械夹安装在所述伸缩杆顶端。

进一步地，所述冲刷监测预警胶囊包括：

套筒，以及安装在所述套筒内部且依次相连的圆锥形端头、泥土固化剂、伞形阻块、橡胶密封盖、荧光染色剂，其中所述圆锥形端头安装在所述套筒一端；

承台顶部量筒，所述承台顶部量筒的一端通过水管所述套筒另一端相连通；以及

水位传感器，所述水位传感器布置在所述量筒内部。

进一步地，从河床泥面往下一共布置至少四层所述冲刷监测预警胶囊；其中主要四层布置深度如下：

第1层的冲刷监测预警胶囊位于现状河床泥面以下0.5m～1m处，其所述荧光染色剂为第一警示色；