阅读说明：本技术 一种拱桥主拱连续位移监测装置 (Arch bridge owner encircles continuous displacement monitoring devices ) 是由 赵德才 彭浩 郑雪玉 郭法旺 蒋剑 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种拱桥主拱连续位移监测装置,包括拱结构；在所述拱结构的底部有保护管沿拱结构固定,保护管中套有位移计,位移计为阵列式位移计,位移计的总长度不小于拱结构的1.01倍。本发明不受观测误差、外部环境等因素影响,测值精度高；测点密,测值连续性好,可反映结构整体位移情况；可实现对水平向和竖直向的变形自动化监测功能,满足实时监控需求；现场安装便捷,投入使用后,1名技术员即可完成现场监测工作,可节约3～5人,工作效率大幅提高,而且,具有可拆卸重复使用、维护简单优点,推广应用价值高。(The invention provides a device for monitoring continuous displacement of a main arch of an arch bridge, which comprises an arch structure; the bottom of the arch structure is provided with a protection pipe fixed along the arch structure, a displacement meter is sleeved in the protection pipe and is an array type displacement meter, and the total length of the displacement meter is not less than 1.01 times of that of the arch structure. The invention is not influenced by factors such as observation errors, external environment and the like, and has high measurement value precision; the measuring points are dense, the continuity of the measured value is good, and the integral displacement condition of the structure can be reflected; the automatic deformation monitoring function in the horizontal direction and the vertical direction can be realized, and the real-time monitoring requirement is met; the on-site installation is convenient, and after the system is put into use, 1 technician can accomplish on-site monitoring work, can practice thrift 3 ~ 5 people, and work efficiency improves by a wide margin, moreover, has can dismantle used repeatedly, maintains simple advantage, and popularization and application is worth highly.)

一种拱桥主拱连续位移监测装置

技术领域

本发明涉及一种拱桥主拱连续位移监测装置。

背景技术

拱桥施工及运行阶段，主拱的位移是否处于合理范围内，是判断桥梁结构安全的重要参数，因此需要长期监测。另外，对于采用悬拼钢拱架现浇的拱桥，施工期钢拱架的位移也是需要重点监测的项目。

拱桥的最大优势之一是跨越能力大，因此修建拱桥多是为了跨过高山峡谷或河流，导致在桥下通常无法设置固定监测点。为获取主拱位移情况，一般是在拱桥一定范围内寻找相对稳定的地方设置观测基准点，然后在两岸拱脚、L/8、L/4、3L/8、L/2、5L/8、3L/4、7L/8等典型断面布置棱镜，使用全站仪，采用交会法或极坐标法测量各节段的位移。主拱垂直方向的位移反映的是其挠度情况，对指导施工期浇筑和最后整桥线形的控制非常关键，而上述方法是使用三角高程来计算主拱挠度，精度不高。另外，主拱施工存在一个爬升的过程，监测点布置和观测较为困难。多年来，工程技术人员做过很多尝试，但绝大多数还是采用上述方法。

由天津大学研究团队开发的《一种拱桥挠度测量装置》(专利号CN101285729A)，该技术是通过在拱桥两端的陆地或河岸上固定与主拱线形一致，独立工作的钢管拱，避免由于桥墩沉降对挠度测量所产生的影响；然后在张悬梁结构顶面支撑的位移计与主拱底面连接，通过外部测读仪表直接在河岸上读数。因此与采用全站仪观测的方法相比，可以避免人工观测误差、天气变化的影响，且提高了工作效率和观测精度，减少了人力和时间等成本。但是该方法需要设置独立工作的钢管拱，施工难度大，成本高，不易推广应用，且依然是单点测量，测点间距较大而使得连续性差。另外，该技术主要是在主拱成形后的运行阶段为桥梁健康监测与检测服务，在施工阶段无法应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种拱桥主拱连续位移监测装置，该拱桥主拱连续位移监测装置通过沿主拱底面布置阵列式位移计监测系统来获取主拱连续位移，从而可以掌握其整体线形，实现全生命周期的主拱挠度和水平位移自动监测目的。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种拱桥主拱连续位移监测装置，包括拱结构；在所述拱结构的底部有保护管沿拱结构固定，保护管中套有位移计，位移计为阵列式位移计，位移计的总长度不小于拱结构的1.01倍。

所述保护管的内径比位移计的外径至少大1.5mm。

在垂直投影上，保护管重合于拱结构的中心线。

所述保护管在拱结构上通过多个管箍固定，管箍间隔0.5m～1.0m。

所述保护管和拱结构之间有填充胶。

所述填充胶为聚氨酯胶粘剂、环氧树脂胶或硅酮胶。

所述拱结构包括拱桥的主拱和拱桥施工过程中的钢拱架。

所述保护管和位移计在安装时，先将位移计套入至保护管中，然后在拱结构上安装吊钩、将保护管放置在吊钩上，接着通过管箍将保护管固定并紧密贴合于拱结构，之后拆除吊钩。

所述拱结构上的吊钩间隔10m。

本发明的有益效果在于：不受观测误差、外部环境等因素影响，测值精度高；测点密，测值连续性好，可反映结构整***移情况；可实现对水平向和竖直向的变形自动化监测功能，满足实时监控需求；现场安装便捷，投入使用后，1名技术员即可完成现场监测工作，可节约3～5人，工作效率大幅提高，而且，具有可拆卸重复使用、维护简单优点，推广应用价值高。

附图说明

图1是本发明的安装示意图；

图2是图1的局部仰视示意图。

图中：1-拱结构，2-保护管，3-位移计。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1、图2所示的一种拱桥主拱连续位移监测装置，包括拱结构1；在所述拱结构1的底部有保护管2沿拱结构1固定，保护管2中套有位移计3，位移计3为阵列式位移计，位移计3的总长度不小于拱结构1的1.01倍。

所述保护管2的内径比位移计3的外径至少大1.5mm。

在垂直投影上，保护管2重合于拱结构1的中心线。

所述保护管2在拱结构1上通过多个管箍固定，管箍间隔0.5m～1.0m。

所述保护管2和拱结构1之间有填充胶。

所述填充胶为聚氨酯胶粘剂、环氧树脂胶或硅酮胶。

所述拱结构1包括拱桥的主拱和拱桥施工过程中的钢拱架。

所述保护管2和位移计3在安装时，先将位移计3套入至保护管2中，然后在拱结构1上安装吊钩、将保护管2放置在吊钩上，接着通过管箍将保护管2固定并紧密贴合于拱结构1，之后拆除吊钩。

所述拱结构1上的吊钩间隔10m。

大体而言，本发明在具体实施时首先根据主拱或钢拱架1的弧长确定阵列式位移计3的总长度和测点间距。先在岸边将其穿入配套的柔性保护管2内，然后将其一端固定在一岸拱座上，紧接着将其同部位的柔性保护管2固定，然后沿主拱圈或钢拱架底面中心线逐步安装套穿有阵列式位移计的柔性保护管，过程中确保柔性保护管2外壁与拱圈混凝土或钢拱架底面紧密贴合牢靠，直至对岸拱座，至此完成安装。最后，连接数据采集设备，进行初步调整，取得初始值，投入使用。

对于采用悬拼钢拱架现浇的拱桥，可施工期结束后，钢拱架拆除前，先将阵列式位移计拆除，然后在钢拱架拆除后，按照上述方法将其安装在主拱混凝土上，以此监测主拱位移。

实施例1

采用上述方案，以悬拼钢拱架现浇拱桥为例，采用如下步骤安装：

①根据钢拱架弧长S确定阵列式位移计总长度L(L≥1.01S)，根据拟布置的测点总数量N，得到测点间距l＝L/N，生产制作仪器。仪器到货后，根据仪器的外径尺寸，定制内径比其外径大2mm左右的PE管(即保护管2，下同)，在现场将其套入PE管即内，准备工作完成。

②钢拱架拼装完成后，在钢拱架底部中心线上每隔10m安装一个吊钩，然后将内置有阵列式位移计的PE管依次从一岸往对岸放置在吊钩上。此过程中，要确保阵列式位移计不出现过大的挠曲和弯折。

③将阵列式位移计一端固定在一岸拱座上，然后每隔0.5m～1.0m左右，用管箍将内置有阵列式位移计的PE管固定在钢拱架上，使其与钢拱架紧密贴合，此过程中，可逐步将步骤②中的吊钩拆除。

④初步安装完成后，将阵列式位移计线缆接入计算机，测试仪器正常工作后，再次检查整条PE管路。对于PE管与钢拱架之间的间隙，采用特殊胶水进行填充。

⑤最后将阵列式位移计接入数据采集及传输等自动化模块，设置参数并调试系统，安装完毕，取得基准值。系统可自动计算当前测与基准值的变化情况，生成位移变化和分布曲线，由此即可获取钢拱架的水平位移和垂直位移。

⑥当主拱混凝土浇筑完成后，钢拱架拆除前，提前将阵列式位移计从PE管内缓慢取出。

⑦待钢拱架拆除后，按照上述步骤①～⑤的方法，安装在主拱混凝土上，作为运行阶段主拱位移永久监测设施。