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原文传递一种桥墩防冻胀系统及冻胀应力监控方法

专利名称：	一种桥墩防冻胀系统及冻胀应力监控方法
摘要：	本发明公开了一种桥墩防冻胀系统及冻胀应力监控方法，包括桥墩和保护壳，保护壳设置于桥墩的外围，保护壳的下端位于桥墩与河底的交界处，保护壳的上端高出河面；桥墩与保护壳之间填充有弹性垫，弹性垫与桥墩之间纵向设置有多个冻胀应力监控层。本发明避免了水分的侵蚀引起的桥墩的受冻损伤和破坏，有效缓解桥墩冻胀应力，进而避免桥墩在交通载荷下产生的应力集中，大大提高跨江桥梁上的行车安全；同时，大幅度降低桥墩防冻养护成本；本发明的监控方法能够实现对桥墩柱冻胀情况的实时监控，可避免桥墩扭曲、断裂带来的安全事故，还能够通过历史数据对桥墩的服役寿命作出预判，提高交通基础设施运营的安全性和经济性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	长安大学
发明人：	李祖仲;陈华鑫;法春光;张学磊;华敏;关羽;邢明亮;仇玉良
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910145256.4
公开号：	CN109778680A
代理机构：	西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	惠文轩
分类号：	E01D19/02(2006.01);E;E01;E01D;E01D19
申请人地址：	710064 陕西省西安市南二环中段33号
主权项：	1.一种桥墩防冻胀系统，其特征在于，包括桥墩(1)和保护壳(2)，所述保护壳(2)设置于所述桥墩(1)的外围，所述保护壳(2)的下端位于桥墩(1)与河底的交界处，所述保护壳(2)的上端高出河面；所述桥墩(1)与保护壳(2)之间填充有弹性垫(4)，所述弹性垫(4)与桥墩(1)之间纵向设置有多个冻胀应力监控层。 2.根据权利要求1所述的桥墩防冻胀系统，其特征在于，所述保护壳(2)由相互匹配的左半壳(21)和右半壳(22)组成，所述左半壳(21)与右半壳(22)的一个连接端铰接，另一个连接端通过紧固件(3)固定连接。 3.根据权利要求2所述的桥墩防冻胀系统，其特征在于，所述紧固件(3)包含螺杆(32)和滑槽(31)，所述滑槽(31)横向设置于所述右半壳(22)的固接端；所述左半壳(21)的固接端设置具有内螺纹的通孔，所述螺杆(32)穿过滑槽(31)和通孔，并通过紧固螺母在所述右半壳(22)的外侧固定。 4.根据权利要求3所述的桥墩防冻胀系统，其特征在于，每个所述冻胀应力监控层包含压力传感器(5)、数据采集仪(6)和远程监控系统(7)，所述压力传感器(5)镶嵌于所述弹性垫(4)的贴近桥墩(1)的侧面上；所述压力传感器(5)的探测端与桥墩(1)侧壁接触，所述压力传感器(5)的信号输出端与数据采集仪(6)的信号输入端电连接，所述数据采集仪(6)的信号输出端与所述远程监控系统(7)的数据信号输入端电连接。 5.根据权利要求4所述的桥墩防冻胀系统，其特征在于，所述压力传感器(5)沿所述桥墩(1)周向对称设置。 6.根据权利要求2所述的桥墩防冻胀系统，其特征在于，所述保护壳(2)与所述桥墩(1)的外壁形状相同。 7.根据权利要求2所述的桥墩防冻胀系统，其特征在于，所述保护壳(2)的材质为奥氏体不锈钢，所述弹性垫(4)为硅橡胶垫。 8.根据权利要求7所述的桥墩防冻胀系统，其特征在于，还包括照明部件(8)和摄像机(9)，所述照明部件(8)用于在夜间照明桥墩(1)附近的河面，辅助摄像机(9)的夜间拍摄；所述摄像机(9)的摄像头朝向所述桥墩(1)周围的河面，所述摄像机(9)的信号输出端与远程监控系统(7)的图像信号输入端连接。 9.一种桥墩冻胀应力监控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据桥墩位于水面以下部分的高度，确定保护壳的节数；制备与桥墩形状相匹配的保护壳，使各节保护壳的高度总和大于桥墩位于水面以下部分的高度；步骤2，在弹性垫上嵌入冻胀应力监控层，再将弹性垫紧贴固定于保护壳内壁，使弹性垫的嵌入面紧贴桥墩的外壁；然后，将各节保护壳压紧固定于桥墩外围，使弹性垫与桥墩之间隔绝水，同时使桥墩位于河水中的部分被保护壳包围；最后，启动冻胀应力监控层，获取桥墩与冻胀应力监控层对应位置的应力。 10.根据权利要求9所述的桥墩冻胀应力监控方法，其特征在于，步骤1中，所述弹性垫的厚度为10～20cm，每节保护壳的高度为1～2米。
所属类别：	发明专利