一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置，包括固定十字支撑、若干电容位移计本体、带有信号处理器件的电流测量仪、电源、保护电阻，若干电容位移计本体,包括绝缘外壳、铜板、电解质溶液，绝缘外壳为圆饼形，内部沿厚度方向分两腔，一侧放置铜板并在腔内留有螺纹，一侧填充电解质溶液并留有通气孔，外壳腔内两侧有与铜板连接的导线接口和与电解质溶液连接的导线接口，可将铜板和电解质溶液接入外部电路，铜板为边缘带螺纹的3/4圆饼形，与绝缘外壳通过边缘螺纹拧紧固定，电解质溶液填充至绝缘外壳该侧腔内容积一半。该装置通过监测桥梁主梁上多个位置的刚性转动，接入监测电路将监测点转角位移转化为电信号，对桥梁倾覆做出预警。

【技术实现步骤摘要】
一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置
本专利技术涉及一种监测设备，具体涉及一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置。
技术介绍
近年来夏季洪水频发，国内多次发生桥梁水毁倒塌灾害，造成了重大的经济损失与极其恶劣的社会影响,同时超载偏载事件也是梁桥倾覆倒塌的重要原因。为防范桥梁倾覆倒塌事故的发生，采取必要的监测措施在桥梁倾覆倒塌前发出预警显得尤为必要。目前对于桥梁倾覆的预警装置，主要对桥梁支座处的竖向位移进行监测，从而判断桥梁倾覆风险，并不能从桥梁主梁整体的刚性转动位移角度全面监测，容易由于支座处的局部位移变化产生误报。为解决以上问题，本专利技术研发一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置，能够通过监测桥梁主梁上多个位置的刚性转动，对桥梁倾覆倒塌做出预警。
技术实现思路
技术问题：为克服现有技术仅将局部位移作为倾覆判断依据所存在的缺陷，本专利技术提供一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置，实时跟踪桥梁形态变化，对可能发生或将要发生桥梁倾覆进行预警，以便交通/公路管理部门及时采取措施，对桥梁薄弱构件实施加固，从而达到桥梁倾覆防控的目的。技术方案：为解决上述问题，本专利技术提供了一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置，该梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置将桥梁主梁的各监测点转角位移之和作为桥梁倾覆的评价标准，避免了仅将局部位移作为判断依据可能产生的误报，且具有较高精度。该装置包括固定十字支撑、若干电容位移计本体、带有信号处理器件的电流测量仪、电源、保护电阻；所述的电容位移计本体，包括绝缘外壳、铜板、电解质溶液。所述绝缘外壳为圆饼形，内部沿厚度方向分两腔，一侧放置铜板并在腔内留有螺纹，一侧填充电解质溶液并留有通气孔，绝缘外壳的两侧分别设有与铜板连接的导线接口和与电解质溶液连接的导线接口，可将铜板和电解质溶液接入外部电路。铜板为边缘带螺纹的3/4圆饼形，与绝缘外壳通过边缘螺纹拧紧固定。电解质溶液填充至绝缘外壳该侧腔内容积一半。优选的，若干电容计位移本体沿梁长方向等间距通过固定十字支撑固定于主梁底部。布置于主梁底的若干电容位移计本体并联后，与带有信号处理器件的电流测量仪、电源、保护电阻串联形成回路，若干电容位移计本体随主梁的转动而改变接入电路的电容量，带有信号处理器件的电流测量仪通过监测电路中电流，并对电流在时间上积分监测通过电路的电荷量。优选的，固定十字支撑与电容位移计本体通过中心螺孔拧紧，固定十字支撑的4枚边汽钉钉入主梁底部。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：(1)可同时监测桥梁主梁的多个位置转角位移，将转角位移之和作为桥梁倾覆的评价标准，避免了仅将局部位移作为判断依据可能产生的误报。(2)位移电容计本体可监测顺时针与逆时针两个方向转角位移，且具有0.01°级别的转角监测精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1(a)为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置包含的若干电容位移计本体安装位置侧视图图1(b)为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置包含的若干电容位移计本体安装位置正视图图2(a)为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置包含的电容位移计本体结构拆分示意图图2(b)为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置包含的电容位移计本体结构剖面图图3(a)为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置包含的固定十字支撑的结构安装示意图图3(b)为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置包含的固定十字支撑的安装侧视图图3(c)为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置包含的固定十字支撑的侧视图图3(d)为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置包含的固定十字支撑的俯视图图4为一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置的电路原理图附图标记列表：1-固定十字支撑，2-电容位移计本体，3-带有信号处理器件的电流测量仪，4-电源，5-保护电阻，6-绝缘外壳，7-铜板，8-通气孔，9-电解质溶液，10-主梁，11-中心螺孔，12-边汽钉，13-导线，14-导线接口A，15-导线接口B。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细的说明。如图1、图2、图3、图4所示，一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置，该装置包括固定十字支撑1、若干电容位移计本体2、带有信号处理器件的电流测量仪3、电源4、保护电阻5。如图1(a)，图1(b)所示，若干电容计位移本体2沿主梁10长度方向通过固定十字支撑1等间距固定于主梁10底部。固定位置为主梁10底的截面对称轴处，沿主梁10长度方向，安装数量可按需求精度增加。本具体实施例中，如图1(b)共安装6个电容计位移本体2。在梁端布置于梁底的若干电容位移计本体2随着主梁10的转动而改变接入电路的电容量，带有信号处理器件的电流测量仪3通过实时监测电路中电流，并对电流在时间上积分得到通过电路的电荷量，其中，L为主梁计算跨径，M为梁端距可安装电容位移计位置最小距离。如图2(a)、图2(b)所示，若干电容位移计本体2，包括绝缘外壳6、铜板7、电解质溶液9。所述绝缘外壳6为圆饼形，内部沿厚度方向分两腔，一侧放置铜板7，一侧填充电解质溶液9并留有通气孔8，绝缘外壳6的两侧分别设有与铜板7连接的导线接口A和与电解质溶液9连接的导线接口B，可将铜板7和电解质溶液9接入外部电路。如图2(a)所示，铜板7为边缘带螺纹的3/4圆饼形，与绝缘外壳6通过边缘螺纹旋紧固定。所述的电解质溶液9填充至绝缘外壳6该侧腔内容积一半。如图3所示，各电容位移计本体与固定十字支撑1通过中心螺孔11拧紧，固定十字支撑1的4枚边汽钉12钉入主梁10底部。如图4所示，若干电容位移计本体2并联后，与带有信号处理器件的电流测量仪3、电源4、保护电阻5串联形成回路。本专利技术的工作原理如下：极端荷载作用下梁桥发生倾覆倒塌时，上部结构各主梁首先会发生变形体转动并导致各桥墩的反力重新分布。反力重新分布后，如果主梁的抗倾覆承载力仍然小于结构的倾覆力矩，此时主梁将会发生刚体转动。此后，变形体转动和刚体转动耦合形成的转动角开始大于滑动临界角时，结构发生滑动，并进一步加大倾覆荷载，引发结构倒塌。因此，通过主梁的刚性转动位移可判断结构是否有发生倾覆的危险。当主梁10在极端荷载下面临倾覆，发生整体转动时，固定在主梁10底部的若干电容位移计本体2跟随主梁10转动。电容位移计本体2的绝缘外壳6和铜板7随之转动，但电解质溶液9保持液面水平不会产生转动位移，由此导致电容位移计本体2的电容发生改变。沿桥长方向以固定间距布置的若干电容位移计接入电路后，主梁10的转动将改变整个电路中各电容位移计本体2的电容之和，使电路中发生电容的充放电，在电路中产生瞬时电流。带有信号处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置，其特征在于：包括固定十字支撑(1)、若干电容位移计本体(2)、带有信号处理器件的电流测量仪(3)、电源(4)、保护电阻(5)；/n所述的电容位移计本体(2)包括绝缘外壳(6)、铜板(7)、电解质溶液(9)，所述绝缘外壳(6)为圆饼形，内部沿厚度方向分两腔，一侧放置铜板(7)并在腔内留有螺纹，另一侧填充电解质溶液(9)并留有通气孔(8)，绝缘外壳(6)的两侧分别设有与铜板(7)连接的导线接口(A)和与电解质溶液(9)连接的导线接口(B)，可将铜板(7)和电解质溶液(9)接入外部电路，所述铜板(7)为边缘带螺纹的3/4圆饼形，与绝缘外壳(6)通过边缘螺纹拧紧固定，所述的电解质溶液(9)填充至绝缘外壳(6)该侧腔内容积一半。/n

【技术特征摘要】
1.一种梁式桥倾覆倒塌的实时监测预警装置，其特征在于：包括固定十字支撑(1)、若干电容位移计本体(2)、带有信号处理器件的电流测量仪(3)、电源(4)、保护电阻(5)；
所述的电容位移计本体(2)包括绝缘外壳(6)、铜板(7)、电解质溶液(9)，所述绝缘外壳(6)为圆饼形，内部沿厚度方向分两腔，一侧放置铜板(7)并在腔内留有螺纹，另一侧填充电解质溶液(9)并留有通气孔(8)，绝缘外壳(6)的两侧分别设有与铜板(7)连接的导线接口(A)和与电解质溶液(9)连接的导线接口(B)，可将铜板(7)和电解质溶液(9)接入外部电路，所述铜板(7)为边缘带螺纹的3/4圆饼形，与绝缘外壳(6)通过边缘螺纹拧紧固定，所述的电解质溶液(9)填充至绝缘外壳(6)该侧腔内容积一半。


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【专利技术属性】
技术研发人员：熊文，石惠铎，张嵘钊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32