一种拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备及观测方法技术

本发明专利技术公开了一种拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备及观测方法，包括拱肋、摄像装置、视频采集仪、电源以及环形的防水灯带，拱肋由若干段钢管通过法兰盘对接而成，法兰盘通过螺栓连接并设置有内衬管，钢管内侧壁的顶部安装有摄像装置，摄像装置包括摄像头，摄像头正对钢管的法兰盘连接处，防水灯带环绕拱肋内侧的法兰盘内衬管设置，视频采集仪安装于拱肋外部，摄像装置以及视频采集仪分别与电源通过导电线连接，摄像装置与视频采集仪通过信号线连接。可以解决对管内混凝土流动形态的观测尤其是法兰盘位置流动形态观测困难的技术问题。

An observation equipment and method of concrete pumping flow pattern in arch bridge pipe

【技术实现步骤摘要】
一种拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备及观测方法
本专利技术涉及钢管混凝土浇注设备
，尤其涉及一种拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备及观测方法。
技术介绍
中国桥梁发展迅速，拱桥在适宜条件下具有显著的技术经济性。同时，我国进入高铁时代，钢管混凝土拱桥经济性好、刚度大、耐久性好的优势凸显。随着川藏线的修建，大跨钢管混凝土拱桥需求剧增。钢管混凝土拱桥的经济价值十分显著，在地质合适的地区，同等跨径桥梁相比，造价较悬索桥减少一半。近20年来，中国钢管混凝土拱桥发展迅速，跨度在桥梁发展史上也十分罕见。目前中国建造钢管混凝土拱桥400余座，其中最大跨径为530米，同时钢管混凝土拱桥也已经成熟运用于铁路建设中。钢管内混凝土灌注是钢管混凝土拱桥施工的关键技术之一，也是研究的热点问题。高性能自密实混凝土的发展和相应泵送灌注工艺的完善基本上解决了该问题，但在钢管混凝土灌注过程中拱肋节段间的内法兰和拱顶水平段容易出现空，影响桥梁的受力性能，并给桥梁的耐久性带来隐患。寻找提高钢管混凝土灌注密实性的方法成为完善钢管混凝土施工工艺的当务之急。真空辅助灌浆工艺在拱肋管内混凝土灌注中运用的基本原理简单易行，采用大型真空泵对拱肋钢管进行抽真空，使管内产生负压并稳定；然后从拱脚分级泵送高性能混凝土，根据对称与均衡加载的原则，即以拱顶为对称线两半跨对称同时泵送混凝土；整个过程中持续抽真空并维持真空度，直至泵送完成。钢管内混凝土灌注是钢管混凝土拱桥施工的关键技术之一。但在钢管混凝土灌注过程中拱肋节段间的内法兰和拱顶水平段容易出现脱空，影响桥梁的受力性能，并给桥梁的耐久性带来隐患。采用真空辅助工艺灌注管内混凝土能显著提高工程质量，操作简单，经济性好。但是该施工过程中管内混凝土的流动形态一直没有得到证实。研究管内混凝土的在真空辅助灌浆下的流动形态能够对优化管内混凝土泵送工艺、管内混凝土强度形成及发展规律、拱肋脱粘脱空形成机理及规律等问题提供重要研究基础。故管内流动形态的观测，尤其是法兰盘位置流动形态的研究对于钢管混凝土泵送施工工艺以及泵送混凝土的性能研究具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备，以解决对管内混凝土流动形态的观测尤其是法兰盘位置流动形态观测困难的技术问题。本专利技术所解决的另一个技术问题是：提供一种钢管混凝土拱桥管内混凝土泵送流动形态的观测方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备，包括拱肋、摄像装置、视频采集仪、电源以及环形的防水灯带，所述拱肋由若干段钢管通过法兰盘对接而成，所述法兰盘通过螺栓连接并设置有内衬管，所述钢管内侧壁的顶部安装有所述摄像装置，所述摄像装置包括摄像头，所述摄像头正对所述钢管的法兰盘连接处，所述防水灯带环绕所述拱肋内侧的法兰盘内衬管设置，所述视频采集仪安装于所述拱肋外部，所述摄像装置以及所述视频采集仪分别与所述电源通过导电线连接，所述摄像装置与所述视频采集仪通过信号线连接，所述防水灯带自带电源。作为一种改进的方式，所述拱肋钢管的侧壁上设置有出线口并焊接有出线钢管，所述摄像装置的电源线从所述出线钢管穿出连接所述电源，所述摄像装置的信号线从所述出线钢管穿出连接所述视频采集仪，所述出线钢管填充高强高压铁胶泥对其进行密封。作为一种改进的方式，所述防水灯带设置有颜色不同且间隔设置的光源灯，所述防水灯带左右两侧的所述光源灯的颜色互相对称。作为一种改进的方式，所述摄像装置还包括摄像头安装钢板和灯罩，所述摄像头安装钢板焊接在所述拱肋钢管内侧壁上，所述摄像头安装在所述摄像头安装钢板上，所述灯罩可拆安装在所述钢管的内侧壁上，所述灯罩为透明材质，所述摄像装置位于所述灯罩与所述钢管之间的密封空间内。作为一种改进的方式，所述摄像装置安装于钢管混凝土拱桥的中拱肋节段间的内法兰或拱顶水平段，所述拱肋法兰盘的前后两侧均设有所述摄像装置，所述摄像头为高清夜视微型摄像头。作为一种改进的方式，还包括监测装置，所述监测装置包括环形的座圈和指示球，所述座圈两侧均设有荧光的高度刻度，所述座圈安装于所述内衬管的内侧壁或所述拱肋钢管内侧壁上，所述座圈上设左滑槽和右滑槽，所述左滑槽和所述右滑槽均为弧形且左右对称，所述指示球为充气塑料球，所述指示球的密度小于混凝土的密度，所述指示球表面设有反光材料，所述指示球上固定设有一个滑块，所述左滑槽内通过滑块滑动设有一个所述指示球，所述右滑槽内通过滑块滑动设有一个所述指示球，所述透明灯带设置于所述监测装置前部且位于所述监测装置与所述摄像装置之间。为解决上述第二个技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种钢管混凝土拱桥管内混凝土泵送流动形态观测方法，包括以下步骤：1)将钢管对接成拱肋，相邻所述钢管通过法兰盘连接，所述法兰盘内设置有内衬管；2)于所述钢管的侧壁上开设出线口并焊接出线钢管，于所述拱肋钢管的内侧顶壁上焊接摄像头安装钢板，于所述摄像头安装钢板上安装摄像装置并使所述摄像装置的摄像头正对所述钢管的法兰盘连接处，于所述内衬管内安装监测装置，所述监测装置包括环形的座圈、指示球，所述座圈安装于所述内衬管的内侧壁上，2个所述指示球分别滑动安装于所述座圈的左右2侧，于所述监测装置的前部安装防水灯带，将防水灯带和摄像装置的电源线穿过出线钢管连接电源，将摄像装置的信号线穿过出线钢管连接视频采集仪；3)向拱肋内灌注混凝土，通过视频采集仪观测混凝土泵送流动形态。采用上述技术方案所取得的技术效果为：本申请在钢管混凝土拱桥拱肋内部布置摄像头，并在法兰盘等重点观测位置补充水下灯带等光源，在拱肋外连接视频接收仪器，可以对拱桥钢管内混凝土流动形态的观测尤其是法兰盘位置流动形态随时进行观测，观测结果可以对优化管内混凝土泵送工艺、管内混凝土强度形成及发展规律、拱肋脱粘脱空形成机理及规律等问题提供重要研究基础。该观测设备只需要在原有拱肋结构上稍加改进即可实现对管内混凝土的流动形态进行观测，不需要特殊的仪器设备，安装简便，通用性强。由于所述拱肋钢管的侧壁上设置有出线口并焊接有出线钢管，所述防水灯带和所述摄像装置的电源线从所述出线钢管穿出连接所述电源，所述摄像装置的信号线从所述出线钢管穿出连接所述视频采集仪，所述出线口焊接钢管填充高强高压铁胶泥对其进行密封，拱肋钢管内的导线和信号线通过出线钢管穿出连接电源或视频采集仪，出线钢管内填充高强高压铁胶泥实现了对拱肋钢管在穿线后的高强度密封。由于所述防水灯带设置有颜色不同且间隔设置的光源灯，所述防水灯带左右两侧的所述光源灯的颜色互相对称，在向拱肋钢管内灌注混凝土过程中，混凝土会从下往上逐渐覆盖防水灯带不同颜色的光源灯，在视频采集仪上可以明显的感测的混凝土与防水灯带发光部分交界的位置，通过观察交界处灯带的颜色或剩余未覆盖的光源灯的数量可以观察混凝土顶面的位置进而对其流动形态进行观察。由于所述摄像装置还包括固定摄像头安装钢板和灯罩，所述固定摄像头安装钢板焊接在所述拱肋钢管内侧壁上，所述摄像头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备，其特征在于，包括拱肋、摄像装置、视频采集仪、电源以及环形的防水灯带，所述拱肋由若干段钢管通过法兰盘对接而成，所述法兰盘通过螺栓连接并设置有内衬管，所述钢管内侧壁的顶部安装有所述摄像装置，所述摄像装置包括摄像头，所述摄像头正对所述钢管的法兰盘连接处，所述防水灯带环绕所述拱肋内侧的法兰盘内衬管设置，所述视频采集仪安装于所述拱肋外部，所述摄像装置以及所述视频采集仪分别与所述电源通过导电线连接，所述摄像装置与所述视频采集仪通过信号线连接，所述防水灯带自带电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备，其特征在于，包括拱肋、摄像装置、视频采集仪、电源以及环形的防水灯带，所述拱肋由若干段钢管通过法兰盘对接而成，所述法兰盘通过螺栓连接并设置有内衬管，所述钢管内侧壁的顶部安装有所述摄像装置，所述摄像装置包括摄像头，所述摄像头正对所述钢管的法兰盘连接处，所述防水灯带环绕所述拱肋内侧的法兰盘内衬管设置，所述视频采集仪安装于所述拱肋外部，所述摄像装置以及所述视频采集仪分别与所述电源通过导电线连接，所述摄像装置与所述视频采集仪通过信号线连接，所述防水灯带自带电源。


2.如权利要求1所述的拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备，其特征在于，所述拱肋钢管的侧壁上设置有出线口并焊接有出线钢管，所述摄像装置的电源线从所述出线钢管穿出连接电源，所述摄像装置的信号线从所述出线钢管穿出连接所述视频采集仪，所述出线钢管填充高强高压铁胶泥对其进行密封。


3.如权利要求1所述的拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备，其特征在于，所述防水灯带设置有颜色不同且间隔设置的光源灯，所述防水灯带左右两侧的所述光源灯的颜色互相对称。


4.如权利要求1所述的拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备，其特征在于，所述摄像装置还包括摄像头安装钢板和灯罩，所述摄像头安装钢板焊接在所述拱肋钢管内侧壁上，所述摄像头安装在所述摄像头安装钢板上，所述灯罩可拆安装在所述拱肋钢管的内侧壁上，所述灯罩为透明材质，所述摄像装置位于所述灯罩与所述钢管之间的密封空间内。


5.如权利要求1所述的拱桥管内混凝土泵送流动形态观测设备，其特征在于，所述摄像装置安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓年春，王奭，陈克坚，李永亮，戴胜勇，魏志强，罗伟元，张敏，石拓，朱生宪，
申请(专利权)人：广西大学，中国铁路青藏集团有限公司，中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45