一种道路施工用路堤动态监测系统的制作方法

1.本发明涉及道路施工领域，特别是涉及一种道路施工用路堤动态监测系统。


背景技术：

2.路堤是指路基顶面高于原地面的填方路基，是交通运输工程道路建设中常见的一种道路横断面形式。路堤在建设时，是在天然地面上用土或石填筑的具有一定密实度的线路建筑物，其填料的选择与密实度控制在路基设计、施工中最为重要。因此路堤的监测尤为重要，路堤的监测不仅可以较早的发现沉降位置，而且还能减少维护成本，保证路堤的修建、及车辆的正常通行，现有路堤的监测方式主要是在路堤建设时通过传感器进行监测，这种监测这样的监测方式往往是在路堤已经产生沉降极大的沉降后才能探测出来，监测的灵敏度差，为此需要一种能实时监测路堤变化的动态监测系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种道路施工用路堤动态监测系统，该路堤监测系统预埋在路堤内，可对路堤内的实时状态进行监测，进而能即使的反应处路堤的沉降状态，为路堤的维护提高参考数据，从而降低路堤的维护成本。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.一种道路施工用路堤动态监测系统，包括路基本体和设置在路基本体内的监测装置，所述监测装置包括竖直设置在路基本体两侧的支撑筒和连接相邻支撑筒的探测杆，所述支撑筒包括多根依次拼接的套筒，所述套筒上设有供探测杆穿过的通孔，所述套筒的外壁上铰接有若干呈放射状分布的探测板，所述探测板的端部伸入套筒内，所述探测板远离套筒的一端竖直加工有一排连接孔，位于同一工作平面的探测板之间连接有钢缆，所述支撑筒中部套装有信号采集装置，所述套筒内设有支撑信号采集装置的支撑座，支撑座外侧的信号采集装置上设有快接插头。
6.所述探测杆包括连接座、铰接球和套管，所述连接座中部安装有凹透镜，所述凹透镜两侧的连接座上均安装有铰接球，所述铰接球端部加工有透光孔，所述连接座和铰接球外侧套装有使透光孔与凹透镜中心线重合的支撑簧，所述套管一端与铰接球连接，另一端与支撑筒或相邻的铰接球连接，所述套管内安装有光管。
7.所述探测杆外侧的路基本体上加工有放置探测杆的混凝土槽，混凝土槽内装填有干燥的沙粒，所述沙粒的目数为20～70目，混凝土槽上方铺设有橡胶垫片，所述探测杆水平安装在混凝土槽上部，不同高度的混凝土槽的投影交错设置。
8.所述探测板外部设有支撑框，所述连接孔位于支撑框上，探测板的板面由柔性材料制成，探测板中部沿竖直方向水平安装有多排拉线，每根拉线上均安装有位移计，所述位移计位于支撑筒内。
9.所述信号采集装置包括光源组件、感光组件、线辊组件和控制器，所述光源组件和感光组件位于探测杆两端，所述拉线绕置在线辊组件上，线辊组件一端安装有齿盘，齿盘一
侧安装有与齿盘啮合的蜗杆，蜗杆一端安装有驱动蜗杆转动的电机，所述控光源组件、感光组件和电机均与控制器连接。
10.所述支撑筒的直径为70～100
㎝
。
11.本发明提供的道路施工用路堤动态监测系统具有的有益效果是：
12.(1)通过在路基本体内监测装置，利用监测装置能方便的监测路堤施工过程及使用后的沉降，监测装置上的支撑筒由多个筒体依次组成，可在修建时根据修建的进度进行组装，这样可避免监测装置影响路堤的正常修建，相邻支撑筒之间的探测杆可实时监测路堤修建时的垂直沉降，支撑筒上的探测板可监测路堤的横向挤压，从而实现路堤的全方位监测，为路堤施工提供参考数据，以便于及时调整施工工艺；
13.(2)通过在探测杆内设置光管，利用光线传播过程中的衰减来判断探测杆的受力状态，为路堤的修建提供参考数据；
14.(3)通过在探测杆外侧设置混凝土槽，并在混凝土槽内填充干燥的沙粒，沙粒不仅能为探测杆提供一定的支撑力，同时在探测杆受力后，还可挤开沙粒，使探测杆能迅速对受力做出反应；
15.(4)通过设置探测板，不仅能反应出路堤的横向受力，还能提供一定的保土效果，以减少填料流动，进而提高路堤的安全；
16.(5)通过设置信号采集装置，能方便的将探测杆和探测板反馈的数据传出，为路堤的施工和维护提供及时的信号反馈。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本发明实施例提供的结构示意图。
19.图2为本发明实施例提供的探测杆的内部结构示意图。
20.图3为本发明实施例提供的探测杆安装示意图。
21.图4为本发明实施例提供的探测板的结构示意图。
22.图5为本发明实施例提供的信号采集装置的结构示意图。
23.图6为本发明实施例提供的探测板施工时的安装示意图。
24.图7为本发明实施例提供的探测杆施工时的安装示意图。
25.附图标记：1、路基本体；11、混凝土槽；12、橡胶垫片；2、支撑筒；21、套筒；3、探测杆；31、连接座；32、铰接球；33、套管；34、凹透镜；35、透光孔；36、支撑簧；37、光管；4、探测板；41、支撑框；42、连接孔；43、钢缆；44、拉线；45、位移计；5、信号采集装置；51、光源组件；52、感光组件；53、线辊组件；54、齿盘；55、蜗杆；56、电机；57、控制器。
具体实施方式
26.实施例
27.如图1～图7所示，本实施例提供的道路施工用路堤动态监测系统包括路基本体1
和设置在路基本体1内的监测装置，路基本体1即路堤，监测装置是在路基本体1修建时预埋的，所述监测装置包括竖直设置在路基本体1两侧的支撑筒2和连接相邻支撑筒2的探测杆3，探测杆3用于探测路基本体1修建过程中产生的沉降，其作用是为了即使反应出路基本体1的沉降状态，为道路施工及后期的运转提供参考数据，为了方便路堤的建造，所述支撑筒2包括多根依次拼接的套筒21，采用多根套筒21拼接的方式，可应对路堤修建时的高度变化，以避免支撑筒2影响路堤的建造，所述套筒21上设有供探测杆3穿过的通孔，探测杆3通过伸入套筒21内，以方便监测信号的传输，所述套筒21的外壁上铰接有若干呈放射状分布的探测板4，探测板4一方面监测路基本体1的横向变形，另一方面探测板4可为支撑筒2处的填料进行限位，以保证支撑筒2的稳定性，所述探测板4的端部伸入套筒21内，所述探测板4远离套筒21的一端竖直加工有一排连接孔42，位于同一工作平面的探测板4之间连接有钢缆43，在钢缆43的作用下，可使相邻的支撑筒2拼接成一个整体，以保证支撑筒2之间的结构强度，同时还能对路堤进行辅助支撑，所述支撑筒2中部套装有信号采集装置5，所述套筒21内设有支撑信号采集装置5的支撑座，支撑座外侧的信号采集装置5上设有快接插头，快接插头可将多个位于同一支撑筒2内的信号采集装置5串联起来，不仅能方便维护，还能提高信号输送的稳定性。
28.为了能方便的监测路基本体1的沉降，如图2、图3所示，所述探测杆3包括连接座31、铰接球32和套管33，所述连接座31中部安装有凹透镜34，所述凹透镜34两侧的连接座31上均安装有铰接球32，所述铰接球32端部加工有透光孔35，透光孔35可供光线穿过，并射向凹透镜34，再穿过另一个透光孔35，实现光线的传递，利用光线的变化，可检测出探测杆3的弯折，以判断路基本体1的沉降，所述连接座31和铰接球32外侧套装有使透光孔35与凹透镜34中心线重合的支撑簧36，在支撑簧36的作用下可是光路平直，从而保证光路的连续，所述套管33一端与铰接球32连接，另一端与支撑筒2或相邻的铰接球32连接，所述套管33内安装有光管37，光管37用于输送光源，同时套管33可气道保护光管37的效果。为了保证探测杆3监测的准确性，所述探测杆3外侧的路基本体1上加工有放置探测杆3的混凝土槽11，混凝土槽11内装填有干燥的沙粒，所述沙粒的目数为20～70目，干燥的沙粒具有良好的流动性，在主体沉降时，会压迫沙粒流动，从而使探测杆3弯折，弯折后的探测杆3其内部光路透光效果会急剧下降，通过检测射入光与输出光的亮度差可判断路基本体1的沉降数据，为了保证探测杆3，混凝土槽11上方铺设有橡胶垫片12，橡胶垫片12可隔开路基本体1的填料和沙粒，以保证探测杆3可顺利的进行探测，所述探测杆3水平安装在混凝土槽11上部，为了保证探测精度，不同高度的混凝土槽11的投影交错设置，即不能位于同一竖直工作面，这样混凝土槽11可起到一定的支撑作用，用于减少骨料的流动，并为路基本体1的沉降提供更好的监测。
29.为了能方便监测路基本体1中填料的水平流动，如图4、图5所示，所述探测板4外部设有支撑框41，所述连接孔42位于支撑框41上，探测板4的板面由柔性材料制成，探测板4中部沿竖直方向水平安装有多排拉线44，每根拉线44上均安装有位移计45，所述位移计45位于支撑筒2内，填料在竖直方向沉降时，其下方的填料会向两侧挤压，此时拉线44被推动，会在位移计45上体现出来拉线44拉伸的数据，从而反馈处填料的移动距离，位于同一工作平面的探测板4通过钢缆43连接，可保证探测板4的平直状态，为路基本体1中填料的流动提供精确的数据。
30.为了方便的获取探测杆3和探测板4监测的数据，如图4、图5所示，所述信号采集装
置5包括光源组件51、感光组件52、线辊组件53和控制器57，所述光源组件51和感光组件52位于探测杆3两端，光源组件51用于发出光信号，光信号穿过探测杆3后由感光组件52获取参数，将光源组件51和感光组件52的数据读出后，并将探测杆3中光的衰减量去除后，可获取探测杆3的弯折程度，从而判断路基本体1的沉降量，光穿过探测杆3的衰减量可在安装时通过实验获取，所述拉线44绕置在线辊组件53上，线辊组件53一端安装有齿盘54，齿盘54一侧安装有与齿盘54啮合的蜗杆55，蜗杆55一端安装有驱动蜗杆55转动的电机56，电机56带动蜗杆55转动时，蜗杆55与齿盘54啮合，可使拉线44绷紧，绷紧后的拉线44会将信号传送至位移计45，所述控光源组件51、感光组件52和电机56均与控制器57连接。
31.为了方便工人对监测装置进行检修和维护，所述支撑筒2的直径为70～100
㎝
，该直径的支撑筒2能供工人方便的进入。
32.本发明的使用方法是：
33.先对路基本体1的基座进行处理，处理后将套筒21竖直放置，并安装对应的探测板4，位于同一工作平面的探测板4通过钢缆43连接，如图6所示，用于保证相邻套筒21之间的整体性，然后用薄膜包裹支撑筒2，接着用铲车和压车进行堆填，接着在堆填的地方挖出与混凝土槽11对应的槽，然后浇筑混凝土槽11，混凝土槽11浇筑后，其与单层的地面齐平，随后再混凝土槽11内填充干燥的沙粒，并在沙粒上放置组装后的探测杆3，探测杆3两端与套筒21连通，如图7所示，最后在混凝土槽11上覆盖橡胶垫片12防止后续的填料与沙粒混合，最后将探测杆3和探测板4与信号采集装置5连接并进行测试，测试探测杆3时利用光源组件51和感光组件52探测探测杆3的受力状态，探测板4在浇筑成型后，利用那个电机56带动线辊组件53转动，使拉线44绷紧，同时使位移计45上的数据统一，这样在填料沉降流动时，会直接带动拉线44移动，用于获取填料的横向移动，单层路基本体1修建完成后，重复上一步骤，进行上层路基的施工，此时探测板4的安装在方法一样，而不同高度的混凝土槽11不能重合，需要交错设置，重复上述步骤，直至路基本体1修建完成。
34.在修建的过程中，可根据探测杆3和探测板4反馈的数据，来判断填料是否存在未压紧、存在泄漏的情况，以便于及时对施工工艺进行调整，从而保证路堤的质量，在路堤修好后，监测装置还能继续监测，用于及早发现沉降路段，及早发现能有效避免沉降扩散，以减少维修成本。
35.以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本发明。

技术特征：
1.一种道路施工用路堤动态监测系统，其特征在于：包括路基本体和设置在路基本体内的监测装置，所述监测装置包括竖直设置在路基本体两侧的支撑筒和连接相邻支撑筒的探测杆，所述支撑筒包括多根依次拼接的套筒，所述套筒上设有供探测杆穿过的通孔，所述套筒的外壁上铰接有若干呈放射状分布的探测板，所述探测板的端部伸入套筒内，所述探测板远离套筒的一端竖直加工有一排连接孔，位于同一工作平面的探测板之间连接有钢缆，所述支撑筒中部套装有信号采集装置，所述套筒内设有支撑信号采集装置的支撑座，支撑座外侧的信号采集装置上设有快接插头。2.根据权利要求1所述的道路施工用路堤动态监测系统，其特征在于：所述探测杆包括连接座、铰接球和套管，所述连接座中部安装有凹透镜，所述凹透镜两侧的连接座上均安装有铰接球，所述铰接球端部加工有透光孔，所述连接座和铰接球外侧套装有使透光孔与凹透镜中心线重合的支撑簧，所述套管一端与铰接球连接，另一端与支撑筒或相邻的铰接球连接，所述套管内安装有光管。3.根据权利要求2所述的道路施工用路堤动态监测系统，其特征在于：所述探测杆外侧的路基本体上加工有放置探测杆的混凝土槽，混凝土槽内装填有干燥的沙粒，所述沙粒的目数为20～70目，混凝土槽上方铺设有橡胶垫片，所述探测杆水平安装在混凝土槽上部，不同高度的混凝土槽的投影交错设置。4.根据权利要求3所述的道路施工用路堤动态监测系统，其特征在于：所述探测板外部设有支撑框，所述连接孔位于支撑框上，探测板的板面由柔性材料制成，探测板中部沿竖直方向水平安装有多排拉线，每根拉线上均安装有位移计，所述位移计位于支撑筒内。5.根据权利要求4所述的道路施工用路堤动态监测系统，其特征在于：所述信号采集装置包括光源组件、感光组件、线辊组件和控制器，所述光源组件和感光组件位于探测杆两端，所述拉线绕置在线辊组件上，线辊组件一端安装有齿盘，齿盘一侧安装有与齿盘啮合的蜗杆，蜗杆一端安装有驱动蜗杆转动的电机，所述控光源组件、感光组件和电机均与控制器连接。6.根据权利要求5所述的道路施工用路堤动态监测系统，其特征在于：所述支撑筒的直径为70～100
㎝
。

技术总结
本发明涉及道路施工领域，公开了一种道路施工用路堤动态监测系统，包括路基本体和监测装置，监测装置包括竖直设置在路基本体两侧的支撑筒和连接相邻支撑筒的探测杆，支撑筒包括多根依次拼接的套筒，套筒上设有供探测杆穿过的通孔，套筒的外壁上铰接有若干呈放射状分布的探测板，探测板远离套筒的一端竖直加工有一排连接孔，位于同一工作平面的探测板之间连接有钢缆，支撑筒中部套装有信号采集装置。本发明通过在路基本体内监测装置，利用监测装置能方便的监测路堤施工过程及使用后的沉降，通过探测杆和探测板能实现路堤的全方位监测，为路堤施工提供参考数据。堤施工提供参考数据。堤施工提供参考数据。


技术研发人员：韩家冲 迟德刚 谭庆春 郭川 刘华强
受保护的技术使用者：中交一公局西南工程有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/18