[发明专利]一种用于桥梁实时监测的装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于桥梁实时监测的装置及方法，装置包括设置在桥梁结构件上的反光棱镜以及设置在桥墩或外部平台上的测量基站模组，所述测量基站模组朝向反光棱镜，用于测量其与反光棱镜之间的距离；本发明通过安装在桥梁外部的光学精密测量装置，来对结构件的形变进行测量，避免了目前桥梁监测所存在的弊病，对于桥梁的监测和养护具有很重大的意义。

技术领域

本发明涉及一种用于桥梁实时监测的装置及方法。

背景技术

现在通用的桥梁监测方式是在桥梁的结构件上埋设、粘贴传感器，这些传感器是金属的或者是光纤的呈条状，跟结构体粘贴或者埋设紧密，当桥梁结构产生形变的时候，传感器的物理量发生变化，金属片被拉长或者是光纤被扭曲，通过测量物理量(电压、激光相位)等的变化，来判断桥梁的结构是否安全。这种桥梁检测的方式存在着两个弊端，第一，传感器不断的随着桥梁构建的形变而形变，而这种形变是每时每刻都发生的，因此传感器的寿命一般都不会长。从而给传感器的维护带来很大的不便。第二，传感器是有方向性的，一般只能够监测桥梁的纵向形变或者位移，而不能监测到横向的位移。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于桥梁实时监测的装置及方法，通过安装在桥梁外部的仪器对结构件的形变进行测量，避免目前技术中存在的上述问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于桥梁实时监测的装置，其包括设置在桥梁结构件上的反光棱镜以及设置在桥墩或外部平台上的测量基站模组，所述测量基站模组朝向反光棱镜，用于测量其与反光棱镜之间的距离。

进一步的，所述反光棱镜采用粘贴或螺纹连接布设在桥梁的应力集中点上。紧固连接，当桥梁结构件发生位移或形变变化时反光棱镜也同步发生变化。

进一步的，所述反光棱镜包括用于与桥梁连接的安装杆、设置在安装杆底部的棱镜镜头以及设置在安装杆上的标识板，所述棱镜镜头有3个，且倾斜向下设置，多个棱镜镜头呈圆形阵列布置，也可选用360°全方位反射棱镜。

进一步的，所述测量基站模组包括云台以及设置在云台上的激光测量模组，所述云台固定安装在桥墩或外部平台上。

进一步的，所述激光测量模组包括壳体、设置在壳体内的望远镜头以及激光发射接收器。

进一步的，在壳体内还设有视频采集卡、驱动云台运动的含微处理器的系统控制集成电路板以及与外部通信的电路板，在壳体上还安装有天线。

一种桥梁监测方法，其包括如下步骤：

步骤一：建立三维直角坐标系，确定测量基站模组的三维坐标，记为(x₁,y₁,Z₁)；

步骤二：使用人工方法操作测量基站模组测定某一反光棱镜的起始坐标X(x₀,y₀,Z₀)，并记录此时测量基站模组的水平角α，俯仰角β；

步骤三：设定测量基站模组的测量时间间隔，在每一组水平角与俯仰角的位置对准棱镜，达成粗瞄准，再经过人工智能的目视识别技术，辨认反光棱镜(4)的中心位置，驱动云台上的望远镜进行精确瞄准；

步骤四：测量基站模组自动测量其到反光棱镜的距离R；

步骤五：通过测定的距离，计算当前反光棱镜X点的三维坐标值X′(x′₀,y′₀,Z′₀)，比较X,X′，即可得到相对于X,Y,Z轴向桥梁构建的位移量，Δx＝|x₀-x′₀|,ΔY＝|y₀-y′₀|,ΔY＝|Z₀-Z′₀|，如果超过最大允许变形量，测量基站模组则通过通信模块发送警报到相关部门，进行预警。