[发明专利]一种钢桩结构应力检测系统及方法

说明书

本发明涉及应力检测技术领域，公开了一种钢桩结构应力检测系统，包括处理模块和至少两个双轴倾角传感器，双轴倾角传感器与处理模块通讯连接，双轴倾角传感器用于安装在钢桩结构上，且至少两个双轴倾角传感器上下设置，双轴倾角传感器用于检测钢桩结构在其测量x轴方向和测量y轴方向上的倾斜角度，处理模块用于对其中任意两个双轴倾角传感器测得的同一方向上的倾斜角度进行差值处理，可通过差值的正负值可判断钢桩形变的方向，通过倾角差值的绝对值大小可判断钢桩应力形变的大小，以此可观测钢桩结构的形变，通过形变判断钢桩结构的应力。并且还提供一种钢桩结构应力检测方法，可通过公式求得钢桩结构应力的近似值。

技术领域

本发明涉及应力检测技术领域，特别是涉及一种钢桩结构应力检测系统及方法。

背景技术

绞吸挖泥船通过钢桩在海中站立。通常绞吸挖泥船在海上施工过程后，因为海浪、绞刀等因素影响，定位钢桩的应力形变必然存在，钢桩应力形变是否在安全范围内往往对绞吸挖泥船的安全及连续施工具有极为重要作用，如果钢桩因为应力过高而折断会造成绞吸挖泥船的停工，并危及绞吸挖泥船的船舶安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种监测钢桩结构形变的钢桩结构应力检测系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种钢桩结构应力检测系统，包括处理模块和至少两个双轴倾角传感器，所述双轴倾角传感器与所述处理模块通讯连接，所述双轴倾角传感器用于安装在钢桩结构上，且至少两个所述双轴倾角传感器上下设置，所述双轴倾角传感器用于检测所述钢桩结构在其测量x轴方向和测量y轴方向上的倾斜角度，所述处理模块用于对其中任意两个所述双轴倾角传感器测得的同一方向上的倾斜角度进行差值处理。

作为优选方案，所述钢桩结构的轴线垂直于所述双轴倾角传感器的测量x轴、测量y轴所在的平面。

作为优选方案，还包括与所述处理模块通讯连接的显示模块，所述显示模块用于显示所述双轴倾角传感器测得的倾斜角度值和两个所述双轴倾角传感器测得的同一方向上的倾斜角度差值。

作为优选方案，所述钢桩结构包括钢桩和台车，所述钢桩可上下移动地连接在所述台车上，所述台车上设有用于与所述钢桩贴合的固定部，所述双轴倾角传感器安装在所述固定部上。

本发明还提供一种钢桩结构应力检测方法，包括如下步骤：

在钢桩结构上选取至少两个监测点；

在监测点测量钢桩结构在两个相互垂直的方向上的倾斜角度；

将两个监测点记为第一监测点和第二监测点，将第一监测点某时在其中一个方向上测得的倾斜角度记为α，将第二监测点同时在同一个方向上测得的倾斜角度记为β，计算(α－β)的值，通过(α－β)的正负判断钢桩结构的形变方向，通过(α－β)的绝对值大小判断钢桩结构的形变大小。

作为优选方案，将第一监测点和第二监测点之间的直线距离记为L，将所述钢桩结构所受应力的近似值记为F，根据F＝KLsin(α-β)得到该方向的应力近似值F，其中，K为钢桩的形变系数，跟钢桩的直径和设计结构有关。

本发明的钢桩结构应力检测系统与现有技术相比，其有益效果在于：

1、本发明通过在钢桩结构上设置至少两个双轴倾角传感器，双轴倾角传感器可在监测点产生基于水平面的两个垂直方向上的角度测量值，因此可观测钢桩结构在两个垂直方向上的形变，可评估钢桩结构的总形变，通过两个传感器测得的同一方向上的倾角的差值的正负值可判断钢桩形变的方向，通过倾角差值的绝对值大小可判断钢桩应力形变的大小，以此可观测钢桩结构的形变，通过形变判断钢桩结构的应力。

2、本发明的双轴倾角传感器设置在钢桩与台车的连接处，可避免钢桩的上下移动损伤传感器。

附图说明

图1是本发明实施例钢桩结构应力检测系统安装示意图。