本实用新型专利技术公开了一种高墩温度场及温度变形自动监测装置，包括数据采集仪、多个墩身倾角计、多个温度检测组件、用于测量墩顶纵向转动的纵向倾角计和用于测量墩顶横向转动的横向倾角计，多个墩身倾角计沿竖直方向均匀间隔设于高墩的外壁上，多个温度检测组件分设于高墩沿竖直方向间隔的多个测试横截面内，各温度检测组件包括多个温度传感器，纵向倾角计和横向倾角计设于高墩的顶部，墩身倾角计、纵向倾角计、横向倾角计及温度传感器与数据采集仪相连，数据采集仪与一数据发射器相连。该自动监测装置布局和布点合理，测点位置可全面反映高墩温度场和变形分布特点，能够实现高墩温度场和温度变形的长期自动监测，节约大量人力物力。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及监测装备
，具体涉及一种高墩温度场及温度变形自动监测装置。
技术介绍
当交通线路跨越山谷河流时，往往通过建造桥梁结构进行跨越。桥墩高度较高时（如超过20m），在太阳辐射及环境对流换热的作用下，由于混凝土导热性能较差，桥墩横截面上往往存在着非线性温度场。在该非线性温度场作用下，桥墩将发生纵横向偏转，引起桥梁结构的转动变形。对于高速铁路而言，高速列车的安全平稳运行，要求轨道结构具有高平顺和高稳定性，日照作用下，桥墩温度变形将严重影响轨道平顺度，严重降低列车运行舒适度，甚至威胁列车运行安全。近年来，高墩非线性温度场引起的温度变形问题已引起工务部门及国内外学者的广泛关注。由于高墩结构与环境热交换过程极为复杂，且高墩结构往往出现在山区（周围植被、山体遮挡等因素均对其温度场有所影响），因此，作为理论分析的重要补充及论证手段，高墩温度场及温度变形的实时监测具有重要意义。然而目前还没有一种对高墩温度场及温度变形进行全面、有效监测的装置。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种布局和布点合理，测点位置可全面反映高墩温度场和变形分布特点，能够实现高墩温度场和温度变形的长期自动监测，节约大量人力物力的高墩温度场及温度变形自动监测装置。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：一种高墩温度场及温度变形自动监测装置，包括数据采集仪、多个墩身倾角计、多个温度检测组件、用于测量墩顶纵向转动的纵向倾角计和用于测量墩顶横向转动的横向倾角计，多个墩身倾角计沿竖直方向均匀间隔设于高墩的外壁上，多个温度检测组件分设于高墩沿竖直方向间隔的多个测试横截面内，各温度检测组件包括多个温度传感器，所述纵向倾角计和横向倾角计设于高墩的顶部，所述墩身倾角计、纵向倾角计、横向倾角计及温度传感器与数据采集仪相连，所述数据采集仪与一数据发射器相连。上述的自动监测装置，优选的，各测试横截面设有四条分设于墩身四周的通道，四条通道分别沿四个方向延伸且相邻两条通道相互垂直，每条通道内安装有一温度传感器组，各温度传感器组包括沿通道间隔安装的两个以上温度传感器。上述的自动监测装置，优选的，每条通道内安装有七个温度传感器，七个温度传感器捆扎固定在置于通道内的安装条上，通道的两端通过砂浆层填充密封，且在砂浆层的表面喷涂有发泡剂隔热层。上述的自动监测装置，优选的，安装条两端的两个温度传感器分别位于墩身的外表面和内表面处，靠近墩身外表面的三个温度传感器之间的间距为30cm，靠近墩身内表面的三个温度传感器之间的间距为30cm，剩余的一个温度传感器位于安装条的中点处。上述的自动监测装置，优选的，相邻墩身倾角计在竖直方向上的高度差为3.5m。上述的自动监测装置，优选的，所述纵向倾角计和横向倾角计设于高墩顶部的中心位置附近，且纵向倾角计和横向倾角计之间的间距至少为30cm。上述的自动监测装置，优选的，所述自动监测装置还包括与数据采集仪相连进行供电的太阳能供电板，所述太阳能供电板通过支架安装在墩顶侧面，且太阳能供电板相对于水平面呈倾斜布置。上述的自动监测装置，优选的，所述数据采集仪置于高墩顶部的箱梁内；所述数据发射器悬挂于所述箱梁的外侧。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术的高墩温度场及温度变形自动监测装置，通过设置在高墩各个测试截面的多个温度检测组件获得墩身结构温度场分布规律，通过墩身均布的倾角计组获得桥墩竖向变形规律，通过墩顶设置的倾角计获得墩顶转动变形，通过数据采集仪对各传感器进行采样，并由数据发射器将采集的数据发送至接收中心，便于研究人员或相关随时了解高墩温度场的分布状态及高墩温度变形情况。该监测装置的布局和布点合理，测点位置可全面反映高墩温度场和变形分布特点，能够实现高墩温度场和温度变形的长期自动监测，节约大量人力物力。附图说明图1为本技术监测装置在墩身的安装结构示意图。图2为本技术监测装置在墩顶及箱梁内部的安装结构示意图。图3为本技术中温度检测组件在测试横截面内的布置结构示意图。图4为本技术中各通道内七个温度传感器分布在安装条上的示意图。图例说明：1、数据采集仪；2、墩身倾角计；3、纵向倾角计；4、横向倾角计；5、温度传感器组；501、第一温度传感器；502、第二温度传感器；503、第三温度传感器；504、第四温度传感器；505、第五温度传感器；506、第六温度传感器；507、第七温度传感器；6、数据发射器；7、安装条；8、太阳能供电板；9、测试线缆；100、高墩；200、箱梁。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。本实施例的高墩100为高速铁路桥墩，墩高68m，桥墩类型为圆端形薄壁墩。如图1和图2所示，本技术的高墩温度场及温度变形自动监测装置，包括数据采集仪1、多个墩身倾角计2、多个温度检测组件、用于测量墩顶纵向转动的纵向倾角计3和用于测量墩顶横向转动的横向倾角计4，多个墩身倾角计2沿竖直方向均匀间隔设于高墩100的外壁上，多个温度检测组件分设于高墩100沿竖直方向间隔的多个测试横截面内，各温度检测组件包括多个温度传感器，纵向倾角计3和横向倾角计4设于高墩100的顶部，墩身倾角计2、纵向倾角计3、横向倾角计4及温度传感器分别通过测试线缆9与数据采集仪1相连，数据采集仪1与一数据发射器6相连。其中，墩身倾角计2、纵向倾角计3、横向倾角计4、数据采集仪1和数据发射器6均可采用现有成熟部件。本实施例中，如图3所示，测试横截面设有四条分设于墩身四周的通道，四条通道分别沿四个方向延伸且相邻两条通道相互垂直，能够测试不同方位混凝土墩壁温度变化规律。每条通道内安装有一温度传感器组5，各温度传感器组5包括沿通道间隔安装的七个温度传感器，七个温度传感器捆扎固定在置于通道内的安装条7上，通道的两端通过砂浆层填充密封，且在砂浆层的表面喷涂有发泡剂隔热层。安装条7可以采用木条或硬质橡胶条。上述安装条7两端的两个温度传感器分别位于墩身的外表面和内表面处，靠近墩身外表面的三个温度传感器之间的间距为30cm，靠近墩身内表面的三个温度传感器之间的间距为30cm，剩余的一个温度传感器位于安装条7的中点处。如图4所示，七个温度传感器分为沿安装条7依次间隔布置的第一温度传感器501、第二温度传感器502、第三温度传感器503、第四温度传感器504、第五温度传感器505、第六温度传感器506和第七温度传感器507，其中，第一温度传感器501贴近墩身外表面，第一温度传感器501、第二温度传感器502和第三温度传感器503之间的间距为30cm，第四温度传感器504设置在安装条7的中点，第七温度传感器507贴近墩身内表面，第五温度传感器505、第六温度传感器506和第七温度传感器507之间的间距为30cm。由于混凝土结构表面温度往往变化较为剧烈，采用该种布置方式能够准确的检测高墩100温度场的分布状态。本实施例中，相邻墩身倾角计2在竖直方向上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高墩温度场及温度变形自动监测装置，其特征在于：包括数据采集仪（1）、多个墩身倾角计（2）、多个温度检测组件、用于测量墩顶纵向转动的纵向倾角计（3）和用于测量墩顶横向转动的横向倾角计（4），多个墩身倾角计（2）沿竖直方向均匀间隔设于高墩（100）的外壁上，多个温度检测组件分设于高墩（100）沿竖直方向间隔的多个测试横截面内，各温度检测组件包括多个温度传感器，所述纵向倾角计（3）和横向倾角计（4）设于高墩（100）的顶部，所述墩身倾角计（2）、纵向倾角计（3）、横向倾角计（4）及温度传感器与数据采集仪（1）相连，所述数据采集仪（1）与一数据发射器（6）相连。
【技术特征摘要】
1.一种高墩温度场及温度变形自动监测装置，其特征在于：包括数据采集仪（1）、多个墩身倾角计（2）、多个温度检测组件、用于测量墩顶纵向转动的纵向倾角计（3）和用于测量墩顶横向转动的横向倾角计（4），多个墩身倾角计（2）沿竖直方向均匀间隔设于高墩（100）的外壁上，多个温度检测组件分设于高墩（100）沿竖直方向间隔的多个测试横截面内，各温度检测组件包括多个温度传感器，所述纵向倾角计（3）和横向倾角计（4）设于高墩（100）的顶部，所述墩身倾角计（2）、纵向倾角计（3）、横向倾角计（4）及温度传感器与数据采集仪（1）相连，所述数据采集仪（1）与一数据发射器（6）相连。
2.根据权利要求1所述的自动监测装置，其特征在于：各测试横截面设有四条分设于墩身四周的通道，四条通道分别沿四个方向延伸且相邻两条通道相互垂直，每条通道内安装有一温度传感器组（5），各温度传感器组（5）包括沿通道间隔安装的两个以上温度传感器。
3.根据权利要求2所述的自动监测装置，其特征在于：每条通道内安装有七个温度传感器，七个温度传感器捆扎固定在置于通道内的安装条（7）上，通道的两端通过砂浆层填充密封，且在砂浆层的表面喷涂有发泡剂隔...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴公连，闫斌，刘文硕，刘施，苏海霆，温学桧，
申请(专利权)人：中国铁路总公司，中南大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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