[发明专利]一种桥梁受力监测系统及其使用方法

说明书

本申请公开了一种桥梁受力监测系统及其使用方法，属于桥梁领域，解决了目前桥梁受力监测系统成本高的问题。包括桥梁支座、多个压电式传感器、多个压电陶瓷片、信号收集器、信号转换器、数据发射器和电能存储器。桥梁支座设置在桥梁墩台和桥梁主梁之间。多个压电式传感器内嵌于桥梁支座，以使桥梁支座受压时，能够使压电式传感器压缩以产生电信号。多个压电陶瓷片内嵌于桥梁支座，以使桥梁支座受压时，能够使压电陶瓷片压缩以产生电荷。压电式传感器与信号收集器电连接。信号收集器与信号转换器电连接。信号转换器与数据发射器电连接。压电陶瓷片与电能存储器电连接。信号收集器、信号转换器以及数据发射器均与电能存储器电连接。本申请的成本低。

技术领域

本申请涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种桥梁受力监测系统及其使用方法。

背景技术

桥梁指的是跨域沟谷、江河、铁路、高速等障碍，供车辆行人等能顺利通行的构筑物。桥梁一般由上部构造、下部结构、支座和附属构造物组成，上部结构又称桥跨结构，是跨越障碍的主要结构；下部结构包括桥台、桥墩和基础；支座为桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置；附属构造物则指桥头搭板、锥形护坡等。

桥梁在运营期间，时有平板挂车等特重车辆以及超载车辆通过，这些车辆的重量已经超过桥梁的设计荷载，会对桥梁的抗倾覆性能造成影响。另外，随着人们生活水平的提高，车辆的数量在不断增加，导致桥面经常发生拥堵现象，从而使得桥梁经常处于重载以及偏载的情况。但是，由于现役桥梁均是按照正常使用工况以及正常荷载进行抗倾覆设计，并未考虑结构老化、荷载集度超载以及拥堵偏载等特殊情况。所以当桥梁受力过大且偏载布置时，极有可能发生桥梁倾覆，对人们的生命财产安全造成威胁，因此对桥梁的受力监测至关重要。

在桥梁运营期间，通过使用桥梁受力监测系统可以对桥梁的受力进行监测。但是，目前的桥梁受力监测系统在使用时需要设置外部电源，而外部电源安装成本以及制造成本较高，导致桥梁受力监测系统的使用成本较高。

发明内容

本申请实施例通过提供一种桥梁受力监测系统及其使用方法，解决了目前桥梁受力监测系统使用成本过高的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种桥梁受力监测系统，该桥梁受力监测系统包括桥梁支座、多个压电式传感器、多个压电陶瓷片、信号收集器、信号转换器、数据发射器和电能存储器；所述桥梁支座设置在桥梁墩台和桥梁主梁之间；多个所述压电式传感器内嵌于所述桥梁支座，以使所述桥梁支座受压时，能够使所述压电式传感器压缩以产生电信号；多个所述压电陶瓷片内嵌于所述桥梁支座，以使所述桥梁支座受压时，能够使所述压电陶瓷片压缩以产生电荷；

所述压电式传感器与所述信号收集器电连接；所述信号收集器与所述信号转换器电连接；所述信号转换器与所述数据发射器电连接；所述压电陶瓷片与所述电能存储器电连接；所述信号收集器、所述信号转换器以及所述数据发射器均与所述电能存储器电连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述桥梁支座包括调平板、顶板、不锈钢冷轧钢板、中间板、盆体和下支座板；所述下支座板设置在所述桥梁墩台的上方，且所述下支座板的远离所述桥梁墩台的一端与所述盆体连接；多个所述压电式传感器和多个所述压电陶瓷片内嵌于所述盆体的底板；所述中间板卡设在所述盆体的上端口，且位于多个所述压电式传感器和多个所述压电陶瓷片的上方；所述中间板的远离所述盆体的一端与所述不锈钢冷轧钢板连接；所述不锈钢冷轧钢板的远离所述中间板的一端与所述顶板连接；所述顶板的远离所述不锈钢冷轧钢板的一端与所述调平板连接；所述调平板的远离所述顶板的一端与所述桥梁主梁的底面连接，以使所述桥梁主梁受到向下的压力时，所述中间板能够沿所述上端口的轴线方向运动以下压多个所述压电式传感器和多个所述压电陶瓷片。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述信号收集器、所述信号转换器、所述数据发射器和所述电能存储器均设置在所述下支座板上。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，该桥梁受力监测系统还包括多个固定件；多个所述固定件设置在所述下支座板上，用于连接所述下支座板与所述桥梁墩台。