一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法，检测装置包括J形基架、直线位移传感器、数据信息发射器、长短垫板。所述J形基架通过膨胀螺栓固定在板梁下，左底部与上底平行，是一中空的四棱柱结构，用于安装长短垫板；所述直线位移传感器装有可伸缩的探针，可将直线机械位移量转换成电信号；所述数据信息发射器通过导线与下方直线位移传感器相连，用于发送位移数据信号。依据板桥服役时间长短和板梁受损变形程度，提供两种对应的检测方法，供板桥检测监控时选用。本发明专利技术检测装置构件简易、使用成本低，并能准确获取板梁测点处的上下位移；检测方法科学有效，可用于实时检测和监控被检桥梁。

【技术实现步骤摘要】
一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法
本专利技术涉及板桥安全检测监控领域，具体地说，是一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法。
技术介绍
由于结构简单、施工便利、造价相对较低等优点，空心板桥在中小跨径的桥梁中得到广泛应用。空心板桥的板梁之间通过铰接缝横向连接来传递剪力,以实现荷载的横向传递。铰缝完好时，可以将作用在某个板梁上的有效荷载部分传至其相邻板梁上，使各板梁共同受力，提高桥的整体承载能力。随着交通运输业的迅猛发展，重型车辆和超载车辆日益增多，导致铰缝破碎，空心板桥的板梁之间横向联系失效，出现空心板梁单梁受力，削弱了上部结构的整体作用和桥梁的总体承载能力，板梁挠度过大，加剧桥面铺装开裂，严重影响运营阶段桥梁的安全，给行车安全造成严重隐患。目前桥梁单梁受力检测方法主要是凭肉眼观察，主观性大，并且通常在桥面铺装已破坏以及板缝间渗水后才能判断板梁存在“单板梁受力”现象，极易错过最佳的维修加固时机，因此，准确检测和监控铰缝损伤程度对判断桥梁的结构安全有重要意义。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法，并通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种空心板桥各板梁间竖向相对位移的检测装置（如图1），包括J形基架、直线位移传感器、数据信息发射器、长短垫板。所述J形基架可以是铝合金型材或由金属铸制，上底为板面结构，可以通过膨胀螺栓固定在板梁下，左底部与上底平行，是一中空的四棱柱结构，中空部分是更小的四棱柱，用于安装长短垫板；所述直线位移传感器固定在所述J形基架上，能把直线机械位移量转换成电信号，其下方安装可伸缩的探针；所述数据信息发射器也固定安装在所述J形基架上，并在所述直线位移传感器上方，通过导线与下方所述直线位移传感器相连；所述长短垫板，安插在所述J形基架左底部的四棱柱中空内，可以根据检测的需要选择不同长度的垫板。作为优选的，在本专利技术中，所述J形基架为一J形的四棱柱型材，其左底部有一个四棱柱空洞，所述长短垫板从左边安插在J形基架左底部空洞后，在J形基架左底部下方用螺栓拧紧抵实，固稳垫板。作为优选的，在本专利技术中，所述直线位移传感器，自带可拆装的电池，其下方探针装有弹簧可以伸缩，工作时始终抵住另一检测装置的垫板。将所述直线位移传感器调整至合适位置后，用圈箍将其箍好在J形基架下部，然后用圈箍螺旋钮拧紧固稳。作为优选的，在本专利技术中，通过圈箍将所述数据信息发射器箍好在J形基架上部，调整至合适位置后用圈箍螺旋钮拧紧固稳。所述数据信息发射器，自带可拆装的电池，其底部有连接导线与下面所述直线位移传感器相连，将所述直线位移传感器中探针上下移动的位移变化数据传递到所述数据信息发射器。所述数据信息发射器上部有发射天线，能将所述直线位移传感器中探针上下移动的位移变化情况通过无线电信号的形式发射出去，以便检测室电脑接收，进行分析处理。作为优选的，在本专利技术中，所述长短垫板为一四棱柱，能安插在所述J形基架左底部的四棱柱中空内，左边上底面要光滑平整，保证所述直线位移传感器中探针抵触在其上面时发生的上下位移精准无误。进一步的，在本专利技术中，检测装置中各部件相对独立，可以根据板桥检测需要进行组装，不需要的部件可以不安装，安装的方向也可根据实际需要决定，左向安装或右向安装均可，这些情形在下面检测方法中体现并加以详细说明。为了检测和监控空心板桥的安全，利用上述所述检测装置对空心板桥各板梁间竖向相对位移进行检测，本专利技术提供两种检测方法，根据板桥服役时间长短供检测时选用。检测方法一（如图5示）：在板桥服役前期，板桥受损与变形小，可以采用如下检测方法：在空心板桥每个矩形板梁的中心位置安装一个检测装置，根据实际情况确定检测装置安装的方向，根据实际需要少安装某些部件，为方便相对位移折线图的绘制，本专利技术检测方法一各检测装置均采用右向安装，最左侧板梁下的检测装置只安装J形基架和长垫板，最右侧板梁下的检测装置不安装长垫板。在本专利技术的检测方法中，以最左侧板梁为基准，从左到右对板梁以及板梁下方的检测装置进行编号：0号、1号、2号、3号、4号、5号、6号、……，同时以最左侧板梁为基准来确定各板梁间竖向相对位移。当车辆行驶经过板桥时，由于车辆行驶的位置不同和车辆载重不同，对各板梁产生不同程度的压力，相邻两板梁间会产生不同的竖向相对位移，在本专利技术检测方法一中，定义在某一时刻右板梁相对左板梁的竖向相对位移为△L，若△L＜0，表示右板梁相对左板梁向下位移,若△L＞0，表示右板梁相对左板梁向上位移，在某一时间段左右相邻板梁间的竖向位移的最大位移量为此时间段竖向相对位移最大值（△L）max与最小值（△L）min的差，即为（△L）max—（△L）min；相应定义在某一时刻第i号检测装置相对左板梁的竖向相对位移为△Li，在某一时间段相对左板梁的竖向位移的最大位移量为此时间段竖向相对位移最大值（△Li）max与最小值（△Li）min的差，即为（△Li）max—（△Li）min。如图5方式串联安装检测装置后，通过第i号检测装置可以获取检测阶段期间任何时刻第i块板梁相对左板梁的竖向相对位移△Li，以及某一时间段相对左板梁的竖向相对位移的最大值（△Li）max和最小值（△Li）min，从而获得在某一时间段相对左板梁的竖向位移的最大位移量（△Li）max—（△Li）min，同时也可以获取任何时刻第i块板梁相对最左侧第0块基准板梁的竖向相对位移为△L1+△L2+…+△Li-1+△Li，同理也可以获取任何时刻第i块板梁相对左侧第j块（j<I）板梁的竖向相对位移为△Lj+1+△Lj+2+…+△Li-1+△Li，并且利用检测方法一安装的串联检测装置，通过获取任何时刻第i块(i∈﹛1，2，…﹜)板梁相对左板梁的竖向相对位移△Li，根据所述位移计算规则利用相关软件可以绘制某一时间段各板梁相对最左侧第0块基准板梁的竖向相对位移的折线图，来直观呈现被检桥梁各板梁之间位移的变化情况，方便进行及时检测和监控被检桥梁。检测方法二（如图6示）：在板桥服役中后期，板桥有了一定的受损与变形，可以采用如下检测方法：在空心板桥每个矩形板梁中段位置的左右两侧各安装一个检测装置，为方便相对位移折线图的绘制，本专利技术检测方法二各检测装置也均采用右向安装，最左侧板梁下的左侧装置只安装J形基架和长垫板，最右侧板梁下的右侧装置不安装垫板。在本专利技术的检测方法中，以最左侧板梁的左侧为基准，从左到右对板梁以及板梁下方的检测装置以二位码形式进行编号（十位数字为板梁编号，个位码z为同一板梁下左侧检测装置，个位码y为同一板梁下右侧检测装置，譬如3y表示第3块板梁下的右侧检测装置）：0z号、0y号，1z号、1y号，2z号、2y号，3z号、3y号，……，同时以最左侧板梁的左侧为基准来确定各板梁之间竖向相对位移以及同一块板梁两侧的形变。当车辆行驶经过板桥时，由于车辆行驶的位置不同和车辆载重不同，对各板梁以及各板梁的不同部位产生不同程度的压力，相邻两板梁间会产生不同的竖向相对位移以及同一块板梁会产生不同的形变。在本专利技术检测方法二中，定义某一时刻右板梁相对左板梁的竖向相对位移以及同一块板梁右侧相对左侧产生的不同形变为△L，若△L＜0，表示右板梁相对左板梁向下位移或同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法，其特征在于：检测装置包括J形基架（1）、直线位移传感器（2）、数据信息发射器（3）、长短垫板（4）；所述J形基架（1），上底为板面结构，通过膨胀螺栓（6）固定在板梁下，左底部与上底平行，是一中空四棱柱（11）结构，用于安装长短垫板（4）；所述直线位移传感器（2）下部装有可伸缩的探针（21），可将直线机械位移量转换成电信号；所述数据信息发射器（3）通过导线（31）与下方直线位移传感器（2）相连，上部有发射天线（32），用于发送位移数据信号；提供两种对应的检测方法，依据板桥服役时间长短和板梁受损形变程度，供板桥检测监控时选用。

【技术特征摘要】
1.一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法，其特征在于：检测装置包括J形基架（1）、直线位移传感器（2）、数据信息发射器（3）、长短垫板（4）；所述J形基架（1），上底为板面结构，通过膨胀螺栓（6）固定在板梁下，左底部与上底平行，是一中空四棱柱（11）结构，用于安装长短垫板（4）；所述直线位移传感器（2）下部装有可伸缩的探针（21），可将直线机械位移量转换成电信号；所述数据信息发射器（3）通过导线（31）与下方直线位移传感器（2）相连，上部有发射天线（32），用于发送位移数据信号；提供两种对应的检测方法，依据板桥服役时间长短和板梁受损形变程度，供板桥检测监控时选用。2.根据权利要求1所述一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法，其特征在于：所述长短垫板（4）可根据需要选择不同的长度，垫板（4）安插在J形基架左底部空洞（11）后，在J形基架（1）左底部下方用螺栓（12）拧紧抵实，固稳垫板（4），同时探针（21）抵触到垫板的上底面要光滑平整，保证所述直线位移传感器（2）获取探针（21）的上下位移量精准无误；所述直线位移传感器（2）被圈箍（5）箍在J形基架（1）下部，并用圈箍螺旋钮（51）拧紧固稳，直线位移传感器下面的伸缩探针（21）始终抵住另一检测装置的垫板（4）；所述数据信息发射器（3）被圈箍（5）箍在J形基架（1）上部，并用圈箍螺旋钮（51）将其拧紧固稳，上面发射天线（32）能将位移数据通过无线电信号的形式发射出去，供电脑接收，并做处理分析；所述直线位移传感器（2）和所述数据信息发射器（3）均自带可拆装的电池。3.根据权利要求1所述一种空心板桥板梁间竖向相对位移的检测装置和检测方法，其特征在于：在板桥服役前期，板桥受损与形变小，采用检测方法一进行检测：在板桥每个矩形板梁的中心位置安装一个检测装置，采用右向安装，最左侧板梁下的检测装置只安装J形基架和长垫板，最右侧板梁下的检测装置不安装长垫板(如图5示)；以最左侧板梁为基准，从左到右对板梁以及板梁下方的检测装置进行编号：0号、1号、2号、3号、4号、5号、6号、……，同时以最左侧板梁为基准来确定各板梁间竖向相对位移；定义在某一时刻右板梁相对左板梁的竖向相对位移为△L，若△L＜0，表示右板梁相对左板梁向下位移,若△L＞0，表示右板梁相对左板梁向上位移；当车辆行驶经过板桥时，通过第i号检测装置可以获取检测阶段期间任何时刻第i块板梁相对左板梁的竖向相对位移△Li，以及某一时间段相对左板梁的竖向相对位移的最大值（△Li）max和最小值（△Li）min，从而获得在某一时间段相对左板梁的竖向位移的最大位移量（△Li）max—（△Li）min；同时也可以获取任何时刻第i块板梁相对最左侧第0块基准板梁的竖向相对位移为△L1+△L2+…+△Li-1+△Li，同理也可以获取任何时刻第i块板梁相对左侧第j块（j<I）板梁的竖向相对位移为△Lj+1+△Lj+2+…+△Li-1+△Li；通过直线位移传感器（2）获取任何时刻第i块(i∈﹛1，2，…﹜)板梁相对左板梁的竖向相对位移△Li，并通过数据信息发射器（3）把各检测点的相对位移数据发送出去，同时根据所述位移计算规则利用相关软件实时绘制某一时间段各板梁相对最左侧第0块基准板梁的竖向相对位移的折线图，来直观呈现被检桥梁各板梁之间位移的变化情况，方便进行及时检测和监控被检桥梁。4.根据权利要求1所述一种空心板桥板梁间竖向相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子琛，
申请(专利权)人：王子琛，
类型：发明
国别省市：广东,44