本实用新型专利技术公开了一种利用激光测距计测量桥梁挠度的装置，包括：靶子，所述靶子固定于所述桥梁的桥面上且设置有相对于竖直方向倾斜设置的靶面；激光测距计，所述激光测距计的出光方向指向所述靶面，并用于检测所述靶面相对于所述激光测距计的位置变化量。通过上述方式，本实用新型专利技术通过简单的设备能够准确的测量出桥梁的挠度，操作简便，价格低廉，结果可靠，因而可以广泛运用于各种桥梁的挠度测量中。
A device for measuring deflection of bridge by laser range finder
The utility model discloses a device, a laser distance meter bridge deflection measurement includes the target, the target is fixed on the bridge deck is arranged relative to the target surface in vertical direction is arranged obliquely; laser range finder, the laser range finder the light direction to the target surface, and for the position detecting changes of the target relative to the amount of laser rangefinder. Through the method mentioned above, the deflection of the bridge can be accurately measured by the simple equipment, the operation is simple, the price is low, and the result is reliable, so the utility model can be widely applied to the deflection measurement of various bridges.
【技术实现步骤摘要】
一种利用激光测距计测量桥梁挠度的装置
本专利技术涉及桥梁挠度领域，特别是涉及一种利用激光测距计测量桥梁挠度的装置。
技术介绍
桥梁是投资巨大使用周期长的大型国家基础设施，在社会生活中发挥着重要的作用。挠度是反映桥梁结构变形的重要参数之一。随着人们对结构安全监测日益重视,能够反映桥梁结构变形的挠度测量成为一个重要的发展方向。但是由于目前在线监测的设备价格昂贵且在线应用性能不佳(比如频率太低)，且结构组成都很复杂，实际测量起来就显得非常困难。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种利用激光测距计测量桥梁挠度的装置，能够利用常规的激光测距计来测量桥梁的挠度，结构简单、测量准确、价格低廉。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种测量桥梁挠度的装置，包括：靶子，所述靶子固定于所述桥梁的桥面上且设置有相对于竖直方向倾斜设置的靶面；激光测距计，所述激光测距计的出光方向指向所述靶面，并用于检测所述靶面相对于所述激光测距计的位置变化量。其中，所述靶子为直角三棱柱，所述靶面为所述直角三棱柱的斜面。其中，所述直角三棱柱的两个直角面分别沿所述竖直方向和水平方向设置。其中，所述激光测距计设置成独立于所述桥面进行固定。其中，所述激光测距计固定于所述桥梁的桥墩上。其中，所述靶子安装于所述桥面的中间位置的正下方。其中，所述装置进一步包括：固定杆，所述固定杆用于将所述靶子固定在所述桥面的下方。其中，所述靶面与所述竖直方向的倾斜角度根据所述靶面和所述激光测距计的安装位置进行调整。其中，所述装置进一步包括处理器，用于根据所述靶面与所述竖直方向的倾斜角度、所述激光测距计的出光方向与水平方向的倾斜角度以及所述位置变化量计算所述桥面沿所述竖直方向的下移距离。其中，所述装置进一步包括：终端设备，所述处理器设置于所述终端设备内，所述终端设备与所述激光测距计无线数据连接。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术把常规的激光位移测量应用在桥梁挠度测量上，利用三角函数的运算，得到桥梁挠度的数值。结构简单、测量准确、价格低廉,因而得到了普遍的应用。附图说明图1是本技术测量桥梁挠度的装置的实施方式平面示意图；图2是本技术测量桥梁挠度的装置的靶子的立体示意图；图3是本技术测量桥梁挠度的装置的直角三棱柱的平面展开示意图；图4是本技术计算桥梁挠度的原理示意图；图5是利用本技术测量桥梁挠度的流程图。具体实施方式请参阅图1，图1是本技术测量桥梁挠度的装置的实施方式平面示意图。如图1所示，本技术测量桥梁挠度的装置10包括靶子11、激光测距计12和终端设备13。其中，靶子11包括用来反射激光测距计12的激光的直角三棱柱111和用于将直角三棱柱111固定于桥面下方的固定杆112；终端设备13中装有处理器131，用于计算桥面20沿竖直方向的下移距离。在实际使用中，通过固定杆112将靶子11悬挂固定于桥面20的下方；激光测距计12安装于桥墩30上，且激光测距计12的出光方向指向靶面；终端设备13与激光测距计12无线数据连接，可以随时获取激光测距计12的测量数值，并通过内含的处理器131进行运算得到桥梁的挠度数值。同时，还必须注意，直角三棱柱111的直角边的长度，必须远大于桥面20沿所述竖直方向的下移距离，一是可以确保在桥面沿竖直方向的下移后，激光测距计12射出的激光仍然可以照射到靶面上，二是可以降低测量的误差。请结合参阅图2、图3，图2是本技术测量桥梁挠度的装置的靶子11的立体示意图；图3是本技术测量桥梁挠度的装置的靶子11的平面展开示意图。如图2所示，固定杆112将靶子11悬挂固定于桥面下。放置靶子11时需注意：直角三棱柱111的前后两面1114、1115为直角三角形。上面1111平行于水平面，侧面1113垂直于水平面。斜面1112为反射面，用于反射激光测距计12射出的激光。在实际使用中，因地理条件或其他条件的局限性，激光测距计12射出的激光可能无法射到斜面1112上，因此直角三棱柱可设计成活动形式，这样可根据实际需要调整斜面1112与垂直方向的角度，以使得测量能顺利进行。通过上述描述可知，本专利技术采用直角三棱柱作为靶子，用直角三棱柱的斜面反射激光测距计射出的激光，通过测量激光测距计与靶子之间距离的变化，结合三角函数原理，得出需要测量的桥梁挠度，实施方法简便易行。请参阅图4，图4是本技术计算桥梁挠度的原理示意图。如图4所示，当汽车经过桥面时，靶子11向下下沉的距离为L，激光到靶面的距离变化了X，斜面1111与垂直方向的夹角为β，激光测距计12射出的激光与水平面的夹角为α。其中，激光到靶面的距离变化值X可由激光测距计12的测量结果分析得出，斜面1111与垂直方向的夹角β和激光测距计12射出的激光与水平面的夹角α可以通过角度尺的测量得出。根据同位角原理可知角θ与角β相等，而角γ与角α互为余角，根据斜三角形的正弦定理a/SinA＝b/SinB＝c/SinC可知，X/Sinθ＝L/Sin(180-θ-γ)，即X/Sinβ＝L/Cos(α-β)。因此，桥梁的挠度值L＝Cos(α-β)*X/Sinβ。请参阅图5，图5是利用本技术测量桥梁挠度的流程图。如图5所示，利用本技术测量桥梁挠度的流程主要有：S501在桥梁空载时，将测量桥梁挠度的装置安装好；其中，步骤S501具体包括：S5011：找准桥梁中心位置的点，将靶子固定于对应该点的桥面正下方；找桥梁中心位置的点，可根据实际测量结果进行找点，也可以根据桥梁的设计图纸进行找点。S5012：在安装靶子时，必须确保靶子的直角三棱柱的两个直角面分别沿竖直方向和水平方向设置；S5013：将激光测距计固定于桥梁的桥墩上；S5014：打开激光测距计，确认激光测距计射出的激光可以到达靶子用了反射激光的斜面上，而且在靶子下沉一段距离后，激光测距计射出的激光仍然可以到达靶子用来反射激光的斜面上。此时可根据以往的经验进行简单的估算，同时确保靶子的尺寸足够的大即可。如果发现激光测距计射出的激光无法到达靶面，则可以对固定杆的长度进行调整，或者对靶子用了反射激光的斜面的倾斜角度进行调整，但在调整的同时必须注意，要保持直角三棱柱的两个直角面分别沿竖直方向和水平方向设置。S5015：打开移动终端，确认移动终端与激光测距计已经连接正常，将已预先测量出的数值输入移动终端。预先测量出的数值包括：已经调整且固定好的靶面与竖直方向的倾斜角度、激光测距计的出光方向与水平方向的倾斜角度等。S502：测量桥梁空载时的数值；使用激光测距计测量出此时到靶面的距离，或者这一步可以是将桥梁空载时，激光测距计到靶面的距离的数值设置为0，这样就省略了两次数值相减的过程。S503：测量汽车开过桥面时数值；为了使测量结果更具代表性，可以选取在桥梁满载的时候进行测量。同时为了减小误差，可以多测量几次取平均值进行运算。S504：输出运算结果；处理器将之前测量的数据和已知的数据代入公式L＝Cos(α-β)*X/Sinβ进行运算，得出结果，移动终端将结果显示出来。通过上述描述可知，本专利技术通过测量出桥梁空载和负载时，固定在桥梁中央正下方位置的靶子和激光测距计之间的位移变化量结合已知的斜面与垂直方向的夹角为，激光测距计射出的激光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量桥梁挠度的装置，其特征在于，包括：靶子，所述靶子固定于所述桥梁的桥面上且设置有相对于竖直方向倾斜设置的靶面；激光测距计，所述激光测距计的出光方向指向所述靶面，并用于检测所述靶面相对于所述激光测距计的位置变化量。
【技术特征摘要】
1.一种测量桥梁挠度的装置，其特征在于，包括：靶子，所述靶子固定于所述桥梁的桥面上且设置有相对于竖直方向倾斜设置的靶面；激光测距计，所述激光测距计的出光方向指向所述靶面，并用于检测所述靶面相对于所述激光测距计的位置变化量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述靶子为直角三棱柱，所述靶面为所述直角三棱柱的斜面。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述直角三棱柱的两个直角面分别沿所述竖直方向和水平方向设置。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光测距计设置成独立于所述桥面进行固定。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述激光测距计固定于所述桥梁的桥墩上。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：屈战辉，
申请(专利权)人：屈战辉，
类型：新型
国别省市：陕西,61
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