一种基于立方形桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于立方形桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法包括如下步骤：1)监测前准备：2)监测水压的变化数据：3)监测土压与水压的变化数据：4)监测水温的变化数据：5)监测沉箱的变化数据：6)监测数据分析：本发明专利技术的有益效果：根据对沉箱的初埋深及在其内部添加额外所需重块的关系计算，保证沉箱自适应跟踪持力层，并通过在沉箱表面设置光纤光栅渗压传感器、光纤光栅压力传感器及光纤陀螺仪，能实时监测冲刷坑的深度变化，回淤土层的厚度变化，潮汐作用所引起的水位变化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于立方形桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法
本专利技术涉及桥梁测量
，具体涉及一种基于立方体式桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法。
技术介绍
桥梁桩基对水流的干扰造成了水流对桥墩周围河床床面的局部冲刷，冲刷不仅能够危及上下游建筑物及附近堤岸的安全，还会导致桥墩自身的水毁。局部冲刷引起的桥梁桩基水毁具有突发性和灾难性，往往会给人民生命财产造成重大的损失。近年来，随着桥梁结构健康监测技术快速发展，诞生了众多对桥梁桩基冲刷的进行实时监测的技术方法，但这些技术方法监测精度不同、适用条件各异，因此如何依据实际情况正确选择监测技术是管理者不得不直接面对的棘手问题。目前传统的使用较多的方法有探地雷达冲刷监测技术与回声测深冲刷监测技术。探地雷达冲刷监测技术的缺点为受手下基础和河床面多次放射形成的噪声的影响较大，而且对水深大于10m的水域内的河床床面的冲刷监测效果也不好。特别是不能穿透导电材料的特点使其不仅不能完成粘性土河床和盐度较大水域的冲刷监测，也很难监测导与床面泥沙电学特性相似的回淤泥沙。回声测深冲刷监测技术的缺点为无论是固定式还是移动式，回声测深冲刷加成呢的精度都容易受到水深、水温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于立方形桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)监测前准备：首先在桥梁桩基表面固定设置光纤光栅渗压传感器及光纤光栅温度传感器；然后在沉箱表面设置光纤光栅压力传感器、光纤光栅温度传感器及光纤光栅渗压传感器，在沉箱内部设置光纤陀螺仪；最后将沉箱抛入水中，落于桩基附近，并陷入河床持力层，用绳连接至桥墩顶面；2)监测水压的变化数据：通过桥梁桩基表面的光纤光栅渗压传感器，监测水位的涨落而引起的水压变化数据；通过沉箱表面的光纤光栅渗压传感器监测外界水压力变化数据；3)监测土压与水压的变化数据：通过沉箱表面的光纤光栅压力传感器监测外界土压力与水压力的变化数据；4)监测水温...

【技术特征摘要】
1.一种基于立方形桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)监测前准备：首先在桥梁桩基表面固定设置光纤光栅渗压传感器及光纤光栅温度传感器；然后在沉箱表面设置光纤光栅压力传感器、光纤光栅温度传感器及光纤光栅渗压传感器，在沉箱内部设置光纤陀螺仪；最后将沉箱抛入水中，落于桩基附近，并陷入河床持力层，用绳连接至桥墩顶面；2)监测水压的变化数据：通过桥梁桩基表面的光纤光栅渗压传感器，监测水位的涨落而引起的水压变化数据；通过沉箱表面的光纤光栅渗压传感器监测外界水压力变化数据；3)监测土压与水压的变化数据：通过沉箱表面的光纤光栅压力传感器监测外界土压力与水压力的变化数据；4)监测水温的变化数据：通过桥梁桩基表面与沉箱表面的光纤光栅温度传感器实时监测水面与水底的水温变化数据；桥梁桩基表面光纤光栅温度传感器负责对桥梁桩基表面的光纤光栅渗压传感器的数据进行温度补偿，沉箱表面的光纤光栅温度传感器负责对沉箱表面的光纤光栅压力传感器及光纤光栅渗压传感器的数据进行温度补偿；5)监测沉箱的变化数据：通过沉箱内的光纤陀螺仪定位沉箱的转动角度及监测沉箱在水流冲刷和冲刷坑形成过程中的滚动情况，从而获取部分冲刷的实时动态；6)监测数据分析：对步骤2)中桥梁桩基表面的光纤光栅渗压传感器监测的水压变化数据进行分析，用于分析水位变化对桥梁桩基安全稳定性影响；将步骤2)中桥梁桩基表面的光纤光栅渗压传感器监测的水压变化数据与沉箱表面的光纤光栅压力传感器监测的土压力与水压力的变化数据进行对比，剔除潮涨潮落造成的水位变化对光纤光栅压力传感器的影响；将步骤2)中沉箱表面的光纤光栅渗压传感器监测的水压力变化数据、步骤3)中沉箱表面的光纤光栅压力传感器监测的土压力与水压力的变化数据及步骤5)中光纤陀螺仪监测定位沉箱的转动角度数据进行分析，确定回淤土的厚度、回淤土表面至水面的距离及冲刷坑深度实时监测的变化值。2.根据权利要求1所述的一种基于立方形桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法，其特征在于，所述步骤4)中由光纤光栅温度传感器得出光纤光栅渗压传感器的温度补偿公式：p＝μp1Δλ2+μp2ΔλΔλ＝(λ-λ0)-μt(T-T0)T＝K(PT-PT0)式中：μp1(Pa/nm)：常数；μp2(Pa/nm)：常数；λ0(nm)：测量时的光纤光栅微型渗压传感器的初始波长；λ(nm)：压力测量时的波长；T0(℃)：测量时的初始环境温度；T(℃)：压力测量时的环境温度；μt(nm/℃)：常数，为波长偏移值/温度的比值；K是传感器温度/波长系数值(常数)；PT0是测量时的外置温度光纤光栅初始波长；PT是测量过程中的外置温度光纤光栅波长。3.根据权利要求1所述的一种基于立方形桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法，其特征在于，所述步骤4)中由光纤光栅温度传感器得出光纤光栅压力传感器的温度补偿公式：p＝μp[(λ-λ0)-μt(T-T0)]T＝K(PT-PT0)式中：μp(pa/nm)：常数，为传感器压力/波长的比值；Kt(nm/C°)：常数，为波长偏移值/温度的比值；λ0(nm)：测量时的压力光纤光栅初始波长；λ(nm)：压力测量时的波长；PT0(nm)：测量时的外置温度光纤光栅初始波长；PT(nm)：压力测量时的外置温度光纤光栅波长；T0(℃)：测量时的初始环境温度；T(℃)：压力测量时的环境温度；μt(nm/℃)：常数，为波长偏移值/温度的比值；K是传感器温度/波长系数值(常数)；PT0是测量时的外置温度光纤光栅初始波长；Pr是测量过程中的外置温度光纤光栅波长。4.根据权利要求1所述的一种基于立方形桥梁基础冲刷安全监测装置的监测方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭健，吴继熠，赵钦，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33