【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁沉降检测，尤其涉及一种高铁桥梁沉降光纤测量系统及方法。
技术介绍
1、高速铁路在我国发展迅猛，越来越多的高铁线路将我国各地互联互通。但同时，我国地质构造复杂，对于诸如黄土高原、青藏高原等恶劣地质条件下的高铁线路，易发生桥墩沉降问题，如果沉降超过安全极限，高铁运行安全就会受到极大威胁，因此，高铁桥墩的沉降监测显得尤为重要。
2、现有的桥墩沉降监测多采用gps、激光成像、光学干涉仪等技术手段，它们往往存在仪器操作复杂、使用不便、不利于开展实时监测等问题。如申请号为“201410013970.5”的中国专利技术专利，公开了一种基于准直激光成像的桥墩沉降在线监测与预警系统，通过在基准桥墩上安装激光器，激光发光依次指向下一个桥墩，然后对光进行图像处理后，得到相对沉降量。该技术装置由多个仪器组成，系统构成复杂，而高铁桥墩往往位于野外环境，存在雷击等复杂干扰，该技术装置的适用性存在问题。
3、申请号为201811020685.0的中国专利公开了一种高铁桥墩沉降的光纤光栅监测装置，该装置包括桥身、桥墩、基准桩以及三个光纤光栅，其中两个光纤光栅经过拉伸后，两端的光纤分别固定在基准桩和桥墩上的圆柱凸起上，用于感知桥墩沉降带来的变形应变；另外一个光纤光栅自由悬空于桥墩上的圆柱凸起上，为其他两个应变测量光栅提供温度补偿；当桥墩发生沉降位移时，两个预拉伸的光纤光栅张力产生变化，波长出现漂移。采用光纤光栅作为传感元件测量桥墩沉降变形，不受野外电磁干扰影响，可上百公里的远距离传输信号，能够实现分布式实时监测。但是该装
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高铁桥梁沉降光纤测量系统及方法，解决现有高铁桥梁沉降监测装置精度不够喝容易授权环境的影响的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，包括桥墩、固定横杆、桥梁沉降与倾斜检测装置和光纤回收转轮，固定横杆水平设置，固定横杆与桥墩两者垂直设置，且不接触设置，两个桥墩之间的固定横杆凹陷设置，并设置在两个桥墩的中线位置，每个桥墩的两侧均设置有桥梁沉降与倾斜检测装置，桥梁沉降与倾斜检测装置用于检测桥墩是否出现沉降或者倾斜，光纤回收转轮固定在固定横杆上，光纤回收转轮用于收回桥梁沉降与倾斜检测装置上的光纤，并算出桥墩沉降的具体数值。
4、进一步地，桥梁沉降与倾斜检测装置包括竖向光纤光栅、感应滑轮、角光纤光栅和水平光纤光栅，竖向光纤光栅设置在桥墩的侧壁上，水平光纤光栅设置在固定横杆上，感应滑轮设置在桥墩侧边与固定横杆间隔处，竖向光纤光栅和水平光纤光栅通过光纤连接，光纤绕过感应滑轮完成九十度角的弯折，角光纤光栅设置在感应滑轮上，感应滑轮用于实时感应光纤的压力大小，检测竖向光纤光栅和水平光纤光栅两者的波长漂移量和感应滑轮压力大小判断桥梁是否发生沉降，角光纤光栅用于作为温漂补偿。
5、进一步地，竖向光纤光栅、感应滑轮、和水平光纤光栅设置在同一平面上，且平面与桥墩竖向交叉垂直设置。
6、进一步地，竖向光纤光栅出来端的光纤套设有套管，设置套管固定扣将套管贴合在桥墩的侧面，水平光纤光栅出来一端的光纤套设有套管，套管贴合在固定横杆上，竖向光纤光栅到感应滑轮的距离与水平光纤光栅到感应滑轮的距离相同。
7、进一步地，桥墩两侧桥梁沉降与倾斜检测装置通过光纤连接，且横向连接的光纤设置胶水粘合在桥墩上，一个桥梁沉降与倾斜检测装置设置一个光纤回收转轮。
8、进一步地，感应滑轮设置为可移动设置，感应滑轮上设置有若干个压力传感器，压力传感器用于检测光纤与感应滑轮的压力，当桥墩两侧感应滑轮上的压力传感器的压力变小，则判定桥墩为竖向沉降，当桥墩两侧感应滑轮上的压力传感器的压力一个变小，另外一个变大时，则判定桥墩为倾斜或者倾斜沉降。
9、进一步地，固定横杆上设置有若干个固定横杆水平电子检测仪，固定横杆水平电子检测仪用于实时检测固定横杆的水平程度，固定横杆通过横跨杆固定设置，横跨杆的固定墩设置在桥墩横向10米地方。
10、一种高铁桥梁沉降光纤测量系统的方法，当预拉伸的竖向光纤光栅和水平光纤光栅的张力发生变化，波长出现漂移，使用光纤光栅波长解调器监视竖向光纤光栅、角光纤光栅和水平光纤光栅的波长漂移数据，使用竖向光纤光栅和水平光纤光栅的波长漂移量减去角光纤光栅的波长漂移量，去除环境温度引误差，得到应变值，然后再检测感应滑轮的压力传感器上的光纤的压力值，当桥墩两侧检测感应滑轮的压力传感器压力值均变小时，则判断桥墩竖直沉降，使用光纤回收转轮回收松动的光纤，直到检测感应滑轮的压力传感器压力变为初始压力值时，停止回收，计算出光纤的长度即可得到桥墩沉降的数值；
11、当桥墩两侧感应滑轮上的压力传感器的压力一个变小，另外一个变大时，则判定桥墩为倾斜或者倾斜沉降，压力变大的一侧为倾斜反向侧。
12、进一步地，当桥墩出现竖直沉降，对桥修复完成后，需要对测量系统进行复原，复原时需要调动感应滑轮，使得竖向光纤光栅和水平光纤光栅的光波漂移量为初始设置值时，则实现测量系统复原，又能实现桥梁沉降光纤测量。
13、本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
14、本专利技术通过检测的光纤均是固定在桥墩和固定横杆上，使得光纤不会因为环境变化而使得光纤出现松动，避免检测错误的情况，同时通过感应滑轮的两边检测，从桥墩的两侧进行判断，不但可以判断桥墩的竖向沉降还可以进行判断是否出现倾斜的情况，同时两边的数据进行校准，使得检测的数据更加精准。
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1.一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：包括桥墩(1)、固定横杆(2)、桥梁沉降与倾斜检测装置和光纤回收转轮(9)，固定横杆(2)水平设置，固定横杆(2)与桥墩(1)两者垂直设置，且不接触设置，两个桥墩(1)之间的固定横杆(2)凹陷设置，并设置在两个桥墩(1)的中线位置，每个桥墩(1)的两侧均设置有桥梁沉降与倾斜检测装置，桥梁沉降与倾斜检测装置用于检测桥墩(1)是否出现沉降或者倾斜，光纤回收转轮(9)固定在固定横杆(2)上，光纤回收转轮(9)用于收回桥梁沉降与倾斜检测装置上的光纤，并算出桥墩(1)沉降的具体数值。
2.根据权利要求1所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：桥梁沉降与倾斜检测装置包括竖向光纤光栅(4)、感应滑轮(5)、角光纤光栅(6)和水平光纤光栅(7)，竖向光纤光栅(4)设置在桥墩(1)的侧壁上，水平光纤光栅(7)设置在固定横杆(2)上，感应滑轮(5)设置在桥墩(1)侧边与固定横杆(2)间隔处，竖向光纤光栅(4)和水平光纤光栅(7)通过光纤连接，光纤绕过感应滑轮(5)完成九十度角的弯折，角光纤光栅(6)设置在感应滑轮(5)上，感应滑轮(5
3.根据权利要求2所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：竖向光纤光栅(4)、感应滑轮(5)、和水平光纤光栅(7)设置在同一平面上，且平面与桥墩(1)竖向交叉垂直设置。
4.根据权利要求3所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：竖向光纤光栅(4)出来端的光纤套设有套管(3)，设置套管固定扣(8)将套管(3)贴合在桥墩(1)的侧面，水平光纤光栅(7)出来一端的光纤套设有套管(3)，套管(3)贴合在固定横杆(2)上，竖向光纤光栅(4)到感应滑轮(5)的距离与水平光纤光栅(7)到感应滑轮(5)的距离相同。
5.根据权利要求1所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：桥墩(1)两侧桥梁沉降与倾斜检测装置通过光纤连接，且横向连接的光纤设置胶水粘合在桥墩(1)上，一个桥梁沉降与倾斜检测装置设置一个光纤回收转轮(9)。
6.根据权利要求1所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：感应滑轮(5)设置为可移动设置，感应滑轮(5)上设置有若干个压力传感器(11)，压力传感器(11)用于检测光纤与感应滑轮(5)的压力，当桥墩(1)两侧感应滑轮(5)上的压力传感器(11)的压力变小，则判定桥墩(1)为竖向沉降，当桥墩(1)两侧感应滑轮(5)上的压力传感器(11)的压力一个变小，另外一个变大时，则判定桥墩(1)为倾斜或者倾斜沉降。
7.根据权利要求1所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：固定横杆(2)上设置有若干个固定横杆水平电子检测仪(10)，固定横杆水平电子检测仪(10)用于实时检测固定横杆(2)的水平程度，固定横杆(2)通过横跨杆固定设置，横跨杆的固定墩设置在桥墩(1)横向10米地方。
8.根据权利要求1所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统的方法，其特征在于：当预拉伸的竖向光纤光栅(4)和水平光纤光栅(7)的张力发生变化，波长出现漂移，使用光纤光栅波长解调器监视竖向光纤光栅(4)、角光纤光栅(6)和水平光纤光栅(7)的波长漂移数据，使用竖向光纤光栅(4)和水平光纤光栅(7)的波长漂移量减去角光纤光栅(6)的波长漂移量，去除环境温度引误差，得到应变值，然后再检测感应滑轮(5)的压力传感器(11)上的光纤的压力值，当桥墩两侧检测感应滑轮(5)的压力传感器(11)压力值均变小时，则判断桥墩(1)竖直沉降，使用光纤回收转轮(9)回收松动的光纤，直到检测感应滑轮(5)的压力传感器(11)压力变为初始压力值时，停止回收，计算出光纤的长度即可得到桥墩(1)沉降的数值；
9.根据权利要求8所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统的方法，其特征在于：当桥墩(1)出现竖直沉降，对桥修复完成后，需要对测量系统进行复原，复原时需要调动感应滑轮(5)，使得竖向光纤光栅(4)和水平光纤光栅(7)的光波漂移量为初始设置值时，则实现测量系统复原，又能实现桥梁沉降光纤测量。
...【技术特征摘要】
1.一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：包括桥墩(1)、固定横杆(2)、桥梁沉降与倾斜检测装置和光纤回收转轮(9)，固定横杆(2)水平设置，固定横杆(2)与桥墩(1)两者垂直设置，且不接触设置，两个桥墩(1)之间的固定横杆(2)凹陷设置，并设置在两个桥墩(1)的中线位置，每个桥墩(1)的两侧均设置有桥梁沉降与倾斜检测装置，桥梁沉降与倾斜检测装置用于检测桥墩(1)是否出现沉降或者倾斜，光纤回收转轮(9)固定在固定横杆(2)上，光纤回收转轮(9)用于收回桥梁沉降与倾斜检测装置上的光纤，并算出桥墩(1)沉降的具体数值。
2.根据权利要求1所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：桥梁沉降与倾斜检测装置包括竖向光纤光栅(4)、感应滑轮(5)、角光纤光栅(6)和水平光纤光栅(7)，竖向光纤光栅(4)设置在桥墩(1)的侧壁上，水平光纤光栅(7)设置在固定横杆(2)上，感应滑轮(5)设置在桥墩(1)侧边与固定横杆(2)间隔处，竖向光纤光栅(4)和水平光纤光栅(7)通过光纤连接，光纤绕过感应滑轮(5)完成九十度角的弯折，角光纤光栅(6)设置在感应滑轮(5)上，感应滑轮(5)用于实时感应光纤的压力大小，检测竖向光纤光栅(4)和水平光纤光栅(7)两者的波长漂移量和感应滑轮(5)压力大小判断桥梁是否发生沉降，角光纤光栅(6)用于作为温漂补偿。
3.根据权利要求2所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：竖向光纤光栅(4)、感应滑轮(5)、和水平光纤光栅(7)设置在同一平面上，且平面与桥墩(1)竖向交叉垂直设置。
4.根据权利要求3所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：竖向光纤光栅(4)出来端的光纤套设有套管(3)，设置套管固定扣(8)将套管(3)贴合在桥墩(1)的侧面，水平光纤光栅(7)出来一端的光纤套设有套管(3)，套管(3)贴合在固定横杆(2)上，竖向光纤光栅(4)到感应滑轮(5)的距离与水平光纤光栅(7)到感应滑轮(5)的距离相同。
5.根据权利要求1所述的一种高铁桥梁沉降光纤测量系统，其特征在于：桥墩(1)两侧桥梁沉降与倾斜检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：储蓄蓄，洪东，梁雯，罗冠，范文阳，段练，丘夏，陈康，刘华，黄海良，黄健国，韦力元，尹锋，
申请(专利权)人：广西交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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