专利名称：空间结构竖向变形测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置，尤其涉及一种空间结构竖向变形的精确测量装置。
背景技术：
地基沉降是指地基土层在附加应力作用下压密而引起的地基表面下沉。过大的 沉降，特别是不均勻沉降，会使建筑物发生倾斜、开裂以致不能正常使用。建筑物和土工建筑物修建前，地基中早已存在着土体自身重力的自重应力。建 筑物和土工建筑物荷载通过基础或路提的底面传递给地基，使天然土层原有的应力状态 发生变化，在附加的三向应力分量作用下，地基中产生了竖向、侧向和剪切变形，导致 各点的竖向和侧向位移。地基表面的竖向变形称为地基沉降，或基础沉降，由于建筑物 荷载差异和地基不均勻等原因，基础或路提各部分的沉降或多或少总是不均勻的，使得 上部结构或路面结构之中相应地产生额外的应力和变形。地基不均勻沉降超过了一定的 限度，将导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏，例如砖墙出现裂缝、吊车轮子出现卡轨或 滑轨、高耸构筑物倾斜、机器转轴偏斜、与建筑物连接管道断裂以及桥梁偏离墩台、梁 面或路面开裂等。空间结构竖向变形直接关系到空间结构的安全，例如海底隧道、地铁、体育馆 的安全。现有技术中，空间结构竖向变形测量找不到固定点作为基准，例如隧道的竖向 变形、地铁的竖向变形和体育馆的竖向变形等，无法直接采用传感器进行测量。

实用新型内容本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种空间结构竖向变形测量装 置，其可以对空间结构的竖向变形进行直接测量，方便准确。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案其包括基准静力水准仪、测 量静力水准仪、数据处理模块，基准静力水准仪、测量静力水准仪分别与数据处理模块 连接；基准静力水准仪设置在空间结构的固定基准点上，测量静力水准仪设置在空间结 构的顶端，基准静力水准仪与测量静力水准仪之间通过管道连通。网架结构内部的节点竖向变形不能采用位移计，因为位移计在空间网架结构中 找不到固定点，经开发利用岩土地基大坝经常采用的静力水准仪来测量。静力水准仪是 一种电感调频类智能 型位移传感器，由精密液位计、储液罐和连通管道组成。通过管道 将所有液位计的液面连通，测量各液位计相对基点的垂直向变形情况。广泛应用于路面 线形沉降和剖面沉降、大坝线形沉降以及桥梁挠度的精密测量，安装时将一个静力水准 仪设置在不动点(水平基点)，其它静力水准仪设置在被测点，并用连通管 道连接。其原 理是通过液位的变化测量被测点相对水平基点的沉降变形。对于以竖向位移为主的变形 观测，其方法是首先根据建筑场地的地形、地质条件和对变形观测的精度要求，合理布 设变形控制网点。在建筑物附近比较稳固的位置埋设工作基点，直接用以测定建筑物上观测点的位移，且应尽可能在变形影响以外的稳固位置埋设基准点，用以检核工作基点本身的稳固性。工作基点与基准点一般都组成网形，用精密水准测量的方法来施测和检 验。基准静力水准仪与测量静力水准仪之间通过管道内设置的水或油连通，静力水 准仪中一般注入水或油，但冬季可能由于施工原因不能及时供暖，为了长期监测故以防 冻液代替水，且防冻液不易挥发，另外在防冻液液面上添加了硅油，进一步防止防冻液 挥发，减少液体的损失，保证足够的液体流动。所有的测量静力水准仪皆设置在同一高度。数据处理模块为PC机，静力水准仪将沉降数值信号传输到PC机进行自动采 集，实现了对空间结构的实时监测。沉降监测采用精密水准测量的方法，测定布设于建 筑物上测点的高程，通过监测测点的高程变化来监测建筑物的沉降情况，在周期性的监 测过程中，一旦发现下沉量较大或不均勻沉降比较明显时，随时报告施工单位。根据建 筑施工规程要求和地基不均勻沉降将引起建筑破坏的机理，一般应在建筑物围墙每个转 折点连接处设一个监测点。由于固定基准点是整个沉降监测的基准，所以固定基准点通 常选择不受影响的固定点设置，确保监测结果的可靠性。液体静力水准仪，是根据液体表面自然保持水平的特性(即连通管原理)而进行 工作的，当仪器主体安放处(测点)出现高程变化时，仪器主体中的液面就出现升降变 化，量测出这些变化量就可以确定每一个测点相对于某一基点的高差。本装置测量空间结构竖向变形，测量精度高，性能长期稳定可靠，测量范围 大，灵敏度高。

图1为本实用新型的模块示意图。
具体实施方式
本装置包括基准静力水准仪、测量静力水准仪、数据处理模块，基准静力水准 仪、测量静力水准仪分别与数据处理模块连接；基准静力水准仪设置在空间结构的固定 基准点上，测量静力水准仪设置在空间结构的顶端，基准静力水准仪与测量静力水准仪 之间通过管道连通。基准静力水准仪与测量静力水准仪之间通过管道内设置的水或油连通。所有的 测量静力水准仪皆设置在同一高度。数据处理模块为PC机。采用上述设备的测量方法为1.根据试验要求选定测试点及基准点。2.将管道沿各测试点布好。3.将各静力水准仪固定至相应测试点及基准点，并调整各测量静力水准仪的相 对高度(最好是在同一水平线上)。4.通过管道将所有静力水准仪连通。5.任取一个静力水准仪作为输液口，通过静力水准仪上的排气孔向静力水准仪 的容器内灌入纯净水。(注意只能取一个输液口，否则连通管内的空气无法排尽)[0021] 6.连接好各静力水准仪的电源线。7.在上述各步检测、调试无误后，即可长期运行监测。
权利要求1.一种空间结构竖向变形测量装置，其特征在于，包括基准静力水准仪、测量静力 水准仪、数据处理模块，基准静力水准仪、测量静力水准仪分别与数据处理模块连接； 基准静力水准仪设置在空间结构的固定基准点上，测量静力水准仪设置在空间结构的顶 端，基准静力水准仪与测量静力水准仪之间通过管道连通。
2.根据权利要求1所述的空间结构竖向变形测量装置，其特征在于，基准静力水准仪 与测量静力水准仪之间通过管道内设置的水或油连通。
3.根据权利要求2所述的空间结构竖向变形测量装置，其特征在于，所有的测量静力 水准仪皆设置在同一高度。
4.根据权利要求1或3所述的空间结构竖向变形测量装置，其特征在于，数据处理模 块为PC机。
专利摘要本实用新型涉及一种测量装置，尤其涉及一种空间结构竖向变形的精确测量装置。本实用新型的空间结构竖向变形测量装置，包括基准静力水准仪、测量静力水准仪、数据处理模块，基准静力水准仪、测量静力水准仪分别与数据处理模块连接；基准静力水准仪设置在空间结构的固定基准点上，测量静力水准仪设置在空间结构的顶端，基准静力水准仪与测量静力水准仪之间通过管道连通。本装置测量空间结构竖向变形，测量精度高，性能长期稳定可靠，测量范围大，灵敏度高。
文档编号G01C5/04GK201803708SQ20102022275
公开日2011年4月20日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者付长春, 张纪刚, 李秋义, 赵铁军, 金祖权 申请人:青岛理工大学, 青建集团股份公司