[发明专利]一种劲性复合桩承载性能的长期监测装置及方法

权利要求书

1.一种劲性复合桩承载性能的长期监测装置，其特征在于：

包括与桩体（1）相互配合的传感器安置钢架（2）、监测组件（3）、超声波检测装置（4）、太阳能电池系统（5）、无线解调仪（6）、云端信息处理器（7）和客户端（8）；

所述桩体（1）包括同轴的内芯桩（11）和外芯桩（12），内芯桩（11）为预制桩，外芯桩（12）为搅拌桩；

所述传感器安置钢架（2）包括水平安置钢架（21）和竖直安置钢架（22），每个水平安置钢架（21）包括同心的内钢环（211）、中钢环（212）和外钢环（213），钢环之间通过一组水平钢管（23）相连，竖直安置钢架（22）包括一组竖向钢管（221），竖向钢管（221）连接在相邻两个水平安置钢架（21）之间，内芯桩（11）设于内钢环（211）内；

外钢环（213）上均布一组声测管孔槽（21a）和一圈外环凹槽（21b），竖直安置钢架（22）的外柱上设有竖直的外柱凹槽（22a），声测管孔槽（21a）内连有竖直的声波测管（24），声波测管（24）的下端为封闭端、上端高于桩体（1）的上表面，超声波检测装置（4）设于声波测管（24）内；

所述监测组件（3）包括分布式光纤传感器（31）、耐久性检测仪（32）和荷载箱（33），分布式光纤传感器（31）连于传感器安置钢架（2）上，耐久性检测仪（32）包括PH值探针和氯离子探针，其连于水平安置钢架（21）的水平钢管（23）上，荷载箱（33）设于内芯桩（11）的底部；

监测组件（3）通过信号线依次与太阳能电池系统（5）和无线解调仪（6）相连，无线解调仪（6）与云端信息处理器（7）通讯相连，云端信息处理器（7）再与客户端（8）相连。

2.根据权利要求1所述的劲性复合桩承载性能的长期监测装置，其特征在于：

所述内钢环（211）、中钢环（212）和外钢环（213）均为中碳调质钢制圆环，内钢环（211）的直径与内芯桩（11）的外径相同，外钢环（213）的直径与外芯桩（12）的内径相同，中钢环（212）直径为内钢环（211）与外钢环（213）直径的中间值。

3.根据权利要求1或2所述的劲性复合桩承载性能的长期监测装置，其特征在于：

所述分布式光纤传感器（31）包括分布式光纤光栅应变传感器、分布式光纤光栅应力传感器和光纤光栅温湿度一体式传感器，分布式光纤光栅应变传感器和光纤光栅温湿度一体式传感器连于水平安置钢架（21）的外环凹槽（21b）内，分布式光纤光栅应力传感器连于竖直安置钢架（22）的外柱凹槽（22a）上。

4.根据权利要求1或2所述的劲性复合桩承载性能的长期监测装置，其特征在于：

所述荷载箱（33）的上方设有钢筋笼（9），钢筋笼（9）设于传感器安置钢架（2）的框架内，且其上端与框架齐平，钢筋笼（9）包括主筋（91）、U型环（92）和箍筋（93），主筋（91）的轴线与竖向钢管（221）的轴线相互平行，每个主筋（91）上均套设有水平的U型环（92），箍筋（93）为圆环状，且其水平连于四个主筋（91）之间，每个U型环（92）的开口均朝向箍筋（93）的圆心设置。