一种水工结构物所受冰压力的测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水工结构物所受冰压力的测量装置，包括固定在结构物上的支架，所述支架上安装有吊索，所述吊索下方悬挂有压力测量装置，所述压力测量装置包括座板、压力传感器、承压板；所述座板螺栓穿过传感器通孔将压力传感器固定于座板表面上；每个承压板上设有不带螺纹的承压板通孔，承压板螺栓穿过所述承压板通孔将承压板固定于压力传感器上，所述压力传感器与信号采集仪相连；在座板与承压板之间填充有密封胶将压力传感器密封，与外界大气隔绝。本装置制作简便、安装方便、测量精度高、且能够测量冰层压力在厚度方向分布情况，为寒区水域结构物抗冰研究提供了一种有效的技术方案。技术方案。技术方案。

【技术实现步骤摘要】
一种水工结构物所受冰压力的测量装置


[0001]本技术涉及水利工程监测
，具体涉及一种水工结构物所受冰压力的测量装置。

技术介绍

[0002]在冬季，寒冷地区的河流、水库、湖泊、海洋等水域水面会结冰，并形成较厚冰层，此时水域内部和周边的桥梁、水塔、坝体、水闸、边坡等结构物和冰层固结在一起。在气温、风、水位变化等因素影响下，冰层会发生较大变形，进而对与其接触的结构物产生巨大的静冰压力，造成结构物发生较大位移或产生损伤甚至破坏，使其无法正常使用，危及结构物安全。寒区水域结构物的抗冰设计所采用的静冰压力是否准确决定着结构的安全性、经济性以及正常运营，因此，开展寒区水域结构物所受静冰压力研究是非常必要的。
[0003]为获得准确的静冰压力，需要对现场结构物所受静冰压力进行长期监测，目前现场采用的静冰压力测量装置存在以下问题：(1)只能测量冰层整个厚度范围的总压力或某一局部压力，不能测量冰层压力随厚度的分布情况；(2)采用振弦式土压力计作为传感器时，误差较大，不能准确测量冰层长期静冰压力的变化；(3)监测设备安装固定到结构物上，需要在水中操作，安装工作复杂，难度大。

技术实现思路

[0004]针对目前上述寒区水域结构物所受静冰压力测量技术存在的问题，本技术提供一种制作简便、安装方便、测量精度高、且能够测量冰层压力在厚度方向分布情况的静冰压力测量装置，为寒区水域结构物抗冰研究提供了一种有效的技术方案。
[0005]为实现上述目的，本技术的技术方案为：一种水工结构物所受冰压力的测量装置，包括固定在结构物上的支架，所述支架上安装有吊索，所述吊索下方悬挂有压力测量装置，所述压力测量装置包括座板、压力传感器、承压板；所述座板纵向设有多组带有螺纹的座板螺栓孔，每个压力传感器上设有无螺纹的传感器通孔和有螺纹的传感器螺栓孔，座板螺栓穿过所述传感器通孔将压力传感器固定于座板表面上；每个承压板上设有不带螺纹的承压板通孔，承压板螺栓穿过所述承压板通孔将承压板固定于压力传感器上，所述压力传感器与信号采集仪相连；在座板与承压板之间填充有密封胶将压力传感器密封，与外界大气隔绝。
[0006]进一步的，所述座板顶部焊接有吊耳，所述吊耳上设有用于连接吊索的圆孔。
[0007]进一步的，所述座板的纵向长度大于冰层的厚度；宽度大于压力传感器直径，且满足密封胶能够可靠地将压力传感器包裹密封需要。
[0008]进一步的，所述座板沿纵向方向等间距布置多个相同的压力传感器，每个压力传感器上固定一个尺寸相同的承压板。压力传感器的数量根据测量需要确定，数量愈多，传感器尺寸越小，所测得的冰层压力沿厚度方向的分布越准确。
[0009]进一步的，相邻两个承压板之间留有缝隙，所述缝隙中填充密封胶。
[0010]更进一步的，所述支架包括底板、耳板和锚栓；所述底板四周设有锚栓孔，锚栓通过所述锚栓孔将底板固定在结构物上，所述底板侧面垂直焊接有耳板，在耳板上开有一圆孔。
[0011]更进一步的，所述吊索包括缆绳和弹簧，所述缆绳上端固定于支架上，缆绳下端与所述弹簧上端连接，弹簧下端连接在吊耳上；所述弹簧的最大允许伸长值大于水位降低造成的冰层下降高度。
[0012]作为更进一步的，所述压力测量装置在结冰前安装，座板贴合在结构物表面，位于最上面的承压板上缘略高于水面；待水面结冰后，承压板与冰层接触，直接承受冰层压力。
[0013]作为更进一步的，所述压力测量装置通过信号采集仪与信号读取设备相连；所述信号采集仪为多通道采集仪，通道数量不小于压力传感器数量，多通道采集仪所采集的信号发送至信号读取设备进行存储，并显示压力传感器测量的压力值。
[0014]本技术的有益效果：(1)压力测量装置沿纵向设置了多个压力传感器，能够测量结构物所受静冰压力沿冰层厚度方向的分布情况，并可以对冰层形成的全过程进行测量；(2)压力测量装置厚度较小，能够减小冰的蠕变效应造成的测量误差，提高测量精度；(3)压力测量装置利用弹性模量很小的密封胶充满装置内部空隙，既能避免装置进水结冰影响测量精度，又可以防水保护压力传感器；(4)吊索的弹簧具有良好的变形能力，满足压力测量装置可以随冰层升降的需要；(5)压力测量装置在结冰前安装，在冰层融化后拆除，可重复利用；(6)压力测量装置安装在结构物侧面与冰层之间，依靠支架和吊索悬挂于结构物上，不需要水下安装，降低安装和拆除难度。
附图说明
[0015]图1为一种水工结构物所受冰压力的测量装置示意图；
[0016]图2为压力测量装置的示意图；
[0017]图3为压力测量装置的底板示意图；
[0018]图4为压力传感器三维示意图；
[0019]图5为支架结构示意图。
[0020]图中，1支架、11底板、12耳板、13锚栓、2吊索、21缆绳、22、弹簧、3压力测量装置、31座板、311座板螺纹孔、32压力传感器、321传感器通孔、322传感器螺栓孔、33座板螺栓、34承压板、341承压板通孔、35承压板螺栓、36导线、37密封胶、38吊耳、4信号采集仪、5信号读取设备、6数据线、7结构物、8冰层。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例，对本技术技术方案的具体实施方式作详细的描述。
[0022]实施例1：
[0023]如图1
‑
5所示，一种水工结构物所受冰压力的测量装置，包括固定在结构物7上的支架1，安装在支架1上的吊索2，吊索2下方悬挂的压力测量装置3，与压力测量装置3连接的信号采集仪4，连接信号采集仪4和信号读取设备5的数据线6。
[0024]所述压力测量装置3包括座板31、压力传感器32、座板螺栓33、承压板34、承压板螺
栓35、导线36、密封胶37、吊耳38；所述座板31为一矩形不锈钢板，其中一侧设若干具有一定深度的座板螺纹孔311；每个压力传感器32设有一圈无螺纹的传感器通孔321和有螺纹的传感器螺栓孔322，利用座板螺栓33穿过传感器通孔321将压力传感器32固定于座板31表面上；所述承压板34为一矩形不锈钢板，上面设有一圈不带螺纹的承压板通孔341，承压板螺栓35穿过承压板通孔341将承压板34固定于压力传感器32上；导线35将压力传感器32和信号采集仪4连接在一起；密封胶37填充在座板31和承压板32之间的空隙内，并将压力传感器32密封起来，与外界大气隔绝；吊耳38为不锈钢板，焊接在座板31顶部，吊耳上设有用于连接吊索2的圆孔。
[0025]所述压力传感器32可以为扁平圆柱形，厚度应尽量小，以提高测量精度；压力传感器32属于压力测试元件，技术比较成熟，具体构造不在本专利技术范围内，可根据测量压力量程和尺寸需要选择合适的成品，或由厂家定制。
[0026]所述座板31的横向宽度大于压力传感器32直径，满足密封胶37将压力传感器32包裹密封需要；座板31沿纵向方向设置多个相同的压力传感器32，传感器之间设有间距；每个压力传感器32上固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水工结构物所受冰压力的测量装置，其特征在于，包括固定在结构物上的支架，所述支架上安装有吊索，所述吊索下方悬挂有压力测量装置，所述压力测量装置包括座板、压力传感器、承压板；所述座板纵向设有多组带有螺纹的座板螺栓孔，每个压力传感器上设有无螺纹的传感器通孔和有螺纹的传感器螺栓孔，座板螺栓穿过所述传感器通孔将压力传感器固定于座板表面上；每个承压板上设有不带螺纹的承压板通孔，承压板螺栓穿过所述承压板通孔将承压板固定于压力传感器上，所述压力传感器与信号采集仪相连；在座板与承压板之间填充有密封胶将压力传感器密封。2.根据权利要求1所述一种水工结构物所受冰压力的测量装置，其特征在于，所述座板顶部焊接有吊耳，所述吊耳上设有用于连接吊索的圆孔。3.根据权利要求1所述一种水工结构物所受冰压力的测量装置，其特征在于，所述座板的纵向长度大于冰层的厚度；宽度大于压力传感器直径。4.根据权利要求1所述一种水工结构物所受冰压力的测量装置，其特征在于，所述座板沿纵向方向等间距布置多个相同的压力传感器，每个压力传感器上固定一个尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱文亮，李宽，卢冠楠，张铮，姜涛，林立新，彭容新，
申请(专利权)人：中交路桥建设有限公司，
类型：新型
国别省市：