CN105547248A - 一种快装自动测斜管及监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快装自动测斜管，包括若干首尾相连的测斜管标准节，每个测斜管标准节内部设置有倾角传感器；一自动数据采集仪，用于自动实时采集并记录各倾角传感器测量的倾斜角度；一测斜管传输节，所述测斜管传输节的一端与侧斜管标准节连接，另一端通过数据线与所述自动数据采集仪连接，所述测斜管传输节内部设置有数据采集单元，当自动测斜管发生变形，内置的倾角传感器单元发生偏转，数据采集单元可以自动记录监测到的测斜管倾斜数据，从而实现自动化实时采集、无人值守、实时测斜功能；多个测斜管标准节可实现快速组装、连接，大大减少了工作量，提高了测斜效率；无需实现在建筑物内埋设空心测斜管，降低对建筑物等被测物体的损伤。

Description

一种快装自动测斜管及监测方法
技术领域
本发明涉及土木工程测斜装置技术领域，具体涉及一种对建筑物、构造物、桩、边坡或基坑支护进行测斜监测用的快装自动测斜管及监测方法。
背景技术
土木工程领域中对建筑物、构造物、桩、边坡或基坑支护需要监测其变形倾角，现有技术中多采用测斜仪进行监测。测斜仪的探头是一个圆柱体，上下各有一对滑轮，上下轮距500mm，其工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的性质，测得探头中轴线与摆锤垂直线间的倾角，倾角的变化可由电信号转换而得，从而可以知道被测结构的角度偏转变化值。采用测斜仪需要预先埋设测斜管，然后将测斜仪放入测斜管内进行测量。对于边坡或基坑支护的测斜的方法是：先在被测土体上垂直钻孔，埋入测斜管。测斜管为圆形，直径有50mm、70mm等，每节一般为2m长，采用钢材、铝合金、塑料等制作，最常用的还是PVC塑料管。测建筑物、构造物或桩时，则先将测斜管在吊放钢筋笼之前，接长到设计长度，绑扎在钢筋上，随钢筋笼一起放入槽内(桩孔内)。测斜管的底部与顶部要用盖子封住，防止砂浆、泥浆及杂物入孔内。测斜时，把测斜仪探头，投放到测斜管内，从最底部开始，人工提升探头，每单位长度，如500mm，停下来，读取倾角，直至探头提到测斜管管口。
目前传统的测斜仪+测斜管的方法存在以下不足：
1、需要人工提升测斜仪探头，一点点读数，耗费大量人工；
2、现有的测斜方式不能实现读数自动化和实时监测；
3、由于需要放入测斜仪探头，测斜管尺寸较大，对被测建筑物、构造物、桩、边坡或基坑支护有不利影响；
4、埋设测斜管的过程中施工难度大，容易堵孔，造成该测点失效。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足提供一种能够自动实时测量并记录倾斜数据，具有自动测斜功能，且不需要预先在建筑物、构造物、桩、边坡或基坑支护内部设置测斜管的快装自动测斜管。
本发明的另一目的在于提供一种快装自动测斜管的监测方法。
本发明通过以下技术方案实现该目的：
一种快装自动测斜管，包括：
若干首尾相连的测斜管标准节，每个测斜管标准节内部设置有倾角传感器，各倾角传感器之间均通过数据线连接，用于进行倾斜角度的测量；
一自动数据采集仪，用于自动实时采集并记录各倾角传感器测量的倾斜角度；
一测斜管传输节，所述测斜管传输节的一端与侧斜管标准节连接，另一端通过数据线与所述自动数据采集仪连接，所述测斜管传输节内部设置有数据采集单元。
其中，所述测斜管标准节包括管体，所述管体的两端分别设置有防水连接件构成一密封单元，所述倾角传感器设置于管体内部且与一端的防水连接件连接，倾角传感器的另一端通过数据线与管体另一端的防水连接件连接。
其中，所述管体两端的防水连接件分别为可相互配合连接的公头连接件和母头连接件。
其中，所述公头连接件和母头连接件配合连接状态下可相互传输数据和供电。
其中，所述测斜管传输节包括圆管，所述圆管的两端分别设置有防水连接件，所述数据采集单元设置于圆管内部且与一端的防水连接件连接，数据采集单元的另一端通过数据线与圆管另一端的防水连接件连接。
其中，所述圆管一端的防水连接件为能够与测斜管标准节连接的公头连接件或母头连接件。
一种快装自动测斜管的监测方法，包括以下步骤：
1)将多个测斜管标准节首尾相连，垂直布设在待测建筑物或构造物内部；
2)在最上部的测斜管标准节上连接测斜管传输节；
3)将测斜管传输节与自动数据采集仪通过数据线连接；
4)各测斜管标准节的倾角传感器监测的倾角变化读数，通过数据线和防水连接件传输至测斜管传输节，经过测斜管传输节进行A/D转换之后传输至自动数据采集仪；
5)每个测斜管标准节的转角计算方法如下：
其中，θi为单个测斜管标准节的倾斜角度，Li为单个测斜管标准节的长度，Δdi为单个测斜管标准节的位移变化值，ΔH为n个首尾连接的测斜管标准节的位移变化值。
其中，步骤1)具体为：对于基坑支护或土体，预先根据测斜管标准节的外径，钻好垂直的放置孔，将若干测斜管标准节首尾相连后放入放置孔内；对于桩等构造物，将若干测斜管标准节首尾相连后绑扎在相应钢筋笼内。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明的快装自动测斜管，包括若干首尾相连的测斜管标准节，每个测斜管标准节内部设置有用于进行倾斜角度的测量倾角传感器；一自动数据采集仪，用于自动实时采集并记录各倾角传感器测量的倾斜角度；一测斜管传输节，所述测斜管传输节的一端与侧斜管标准节连接，另一端通过数据线与所述自动数据采集仪连接，所述测斜管传输节内部设置有数据采集单元，当自动测斜管发生倾斜变形，内置的倾角传感器单元发生偏转，自动数据采集仪可以自动记录监测到的测斜管倾斜数据，从而实现自动化实时采集、无人值守、实时测斜功能；多个测斜管标准节可实现快速组装、连接，大大减少了工作量，提高了测斜效率；无需实现在建筑物内埋设空心测斜管，降低对建筑物等被测物体的损伤。
附图说明
图1为垂直状态下的快装自动测斜管的结构示意图。
图2为倾斜状态下的快装自动测斜管的结构示意图。
图3为本发明的测斜管标准节的结构示意图。
图4为本发明的测斜管传输节的结构示意图。
图5为公头连接件和母头连接件的结构示意图。
图中：1-测斜管标准节，2-倾角传感器，3-数据线，4-自动数据采集仪，5-测斜管传输节，6-数据采集单元，7-管体，8-防水连接件，9-公头连接件，10-母头连接件，11-圆管。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1。
如图1-2所示，本实施例的一种快装自动测斜管，包括：
若干首尾相连的测斜管标准节1，每个测斜管标准节1内部设置有倾角传感器2，各倾角传感器2之间均通过数据线3连接，用于进行倾斜角度的测量；
一自动数据采集仪4，用于自动实时采集并记录各倾角传感器2测量的倾斜角度；
一测斜管传输节5，所述测斜管传输节5的一端与侧斜管标准节连接，另一端通过数据线3与所述自动数据采集仪4连接，所述测斜管传输节5内部设置有数据采集单元6，当自动测斜管发生倾斜变形，内置的倾角传感器2单元发生偏转，自动数据采集仪4可以自动记录监测到的测斜管倾斜数据，从而实现自动化实时采集、无人值守、实时测斜功能；多个测斜管标准节1可实现快速组装、连接，大大减少了工作量，提高了测斜效率；无需实现在建筑物内埋设空心测斜管，降低对建筑物等被测物体的损伤。
如图3所示，所述测斜管标准节1包括管体7，所述管体7的两端分别设置有防水连接件8构成一密封单元，所述倾角传感器2设置于管体7内部且与一端的防水连接件8连接，倾角传感器2的另一端通过数据线3与管体7另一端的防水连接件8连接。
如图5所示，所述管体7两端的防水连接件8分别为可相互配合连接的公头连接件9和母头连接件10，在测斜过程中可根据待测物的实际高度或深度，利用测斜管标准节1两端的公头连接件9和母头连接件10实现快速接头连接，以及与测斜管传输节5的快速连接，所述公头连接件9和母头连接件10配合连接状态下可相互传输数据和供电，使得测斜管标准节1与测斜管传输节5集成为一体，所述公头连接件9和母头连接件10同时起到连接、密封及各节之间数据传输的功能。
如图4所示，所述测斜管传输节5包括圆管11，所述圆管11的两端分别设置有防水连接件8，所述数据采集单元6设置于圆管11内部且与一端的防水连接件8连接，数据采集单元6的另一端通过数据线3与圆管11另一端的防水连接件8连接。所述数据采集单元6用于将各测斜管标准节1中的倾角传感器2检测的数据收集并进行A/D转换之后传输给自动数据采集仪4，从而实现自动实时倾角监测。
其中，所述圆管11一端的防水连接件8为能够与测斜管标准节1连接的公头连接件9或母头连接件10，便于实现测斜管传输节5与测斜管标准节1的快速连接。
实施例2。
本实施例提供一种快装自动测斜管的监测方法，包括以下步骤：
1)将多个测斜管标准节1首尾相连，垂直布设在待测建筑物或构造物内部；
2)在最上部的测斜管标准节1上连接测斜管传输节5；
3)将测斜管传输节5与自动数据采集仪4通过数据线3连接；
4)各测斜管标准节1的倾角传感器2监测的倾角变化读数，通过数据线3和防水连接件8传输至测斜管传输节5，经过测斜管传输节5进行A/D转换之后传输至自动数据采集仪4；
5)每个测斜管标准节1的转角计算方法如下：
其中，θi为单个测斜管标准节1的倾斜角度，Li为单个测斜管标准节1的长度，Δdi为单个测斜管标准节1的位移变化值，ΔH为n个首尾连接的测斜管标准节1的位移变化值。
其中，步骤1)具体为：对于基坑支护或土体，预先根据测斜管标准节1的外径，钻好垂直的放置孔，将若干测斜管标准节1首尾相连后放入放置孔内；对于桩等构造物，将若干测斜管标准节1首尾相连后绑扎在相应钢筋笼内，当自动测斜管发生变形，内置倾角传感器2单元发生偏转，自动数据采集仪4可以自动记录到测斜管的数据，实现自动化，无人值守，实时测斜功能。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种快装自动测斜管，其特征在于，包括：
若干首尾相连的测斜管标准节，每个测斜管标准节内部设置有倾角传感器，各倾角传感器之间均通过数据线连接，用于进行倾斜角度的测量；
一自动数据采集仪，用于自动实时采集并记录各倾角传感器测量的倾斜角度；
一测斜管传输节，所述测斜管传输节的一端与侧斜管标准节连接，另一端通过数据线与所述自动数据采集仪连接，所述测斜管传输节内部设置有数据采集单元。
2.根据权利要求1所述的快装自动测斜管，其特征在于，所述测斜管标准节包括管体，所述管体的两端分别设置有防水连接件构成一密封单元，所述倾角传感器设置于管体内部且与一端的防水连接件连接，倾角传感器的另一端通过数据线与管体另一端的防水连接件连接。
3.根据权利要求2所述的快装自动测斜管，其特征在于，所述管体两端的防水连接件分别为可相互配合连接的公头连接件和母头连接件。
4.根据权利要求3所述的快装自动测斜管，其特征在于，所述公头连接件和母头连接件配合连接状态下可相互传输数据和供电。
5.根据权利要求1所述的快装自动测斜管，其特征在于，所述测斜管传输节包括圆管，所述圆管的两端分别设置有防水连接件，所述数据采集单元设置于圆管内部且与一端的防水连接件连接，数据采集单元的另一端通过数据线与圆管另一端的防水连接件连接。
6.根据权利要求5所述的快装自动测斜管，其特征在于，所述圆管一端的防水连接件为能够与测斜管标准节连接的公头连接件或母头连接件。
7.一种快装自动测斜管的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将多个测斜管标准节首尾相连，垂直布设在待测建筑物或构造物内部；
2)在最上部的测斜管标准节上连接测斜管传输节；
3)将测斜管传输节与自动数据采集仪通过数据线连接；
4)各测斜管标准节的倾角传感器监测的倾角变化读数，通过数据线和防水连接件传输至测斜管传输节，经过测斜管传输节进行A/D转换之后传输至自动数据采集仪；
5)每个测斜管标准节的转角计算方法如下：
其中，θi为单个测斜管标准节的倾斜角度，Li为单个测斜管标准节的长度，Δdi为单个测斜管标准节的位移变化值，ΔH为n个首尾连接的测斜管标准节的位移变化值。
8.根据权利要求7所述的快装自动测斜管的监测方法，其特征在于，步骤1)具体为：对于基坑支护或土体，预先根据测斜管标准节的外径，钻好垂直的放置孔，将若干测斜管标准节首尾相连后放入放置孔内；对于桩等构造物，将若干测斜管标准节首尾相连后绑扎在相应钢筋笼内。
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