一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置及方法，所述测量装置包括多段圈臂，所述圈臂与横梁相连接；相邻两段圈臂的开合角度可调节以适应不同尺寸单桩，所述圈臂形成对单桩的半包围或者全包围；所述横梁上设有多个探杆，多个探杆沿着横梁的延伸方向依次布置，所述探杆的下端设有测力计，所述探杆的下端相对于横梁上下移动。本发明专利技术的探杆下降碰触到侵蚀坑底部时，通过测力计的数值反馈来使得探杆自动复位，此后横梁自动转动至下一个测量位，能在保持高测量精度的同时加快测量过程；本发明专利技术通过探杆的位置信息，结合每次测量的探杆下降距离，可由计算机程序自动绘制侵蚀坑的三维形态，测量过程简便易于操作，最终结果简洁易懂。洁易懂。洁易懂。

【技术实现步骤摘要】
一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种用于测量由水力作用产生的水工结构物周围的侵蚀坑的形态的装置和方法，具体地说是涉及一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置及方法，适用于建造于水中的风力发电机单桩基础，公路、铁路桥墩，海上平台支撑等近海工程结构。

技术介绍

[0002]位于近海或河湖内的单桩结构，受到波浪、潮汐以及水流作用的影响，单桩结构周围的砂土会被水流冲走，在单桩结构周围形成带有一定深度和形态的侵蚀坑。根据单桩结构尺寸、流体弗劳德系数、水产生的剪应力及土体性质的不同，侵蚀坑的深度有时可数倍于单桩结构的直径，极大降低了单桩结构的承载力，极易酿成工程事故。
[0003]水力作用、材料性质以及环境的不同，致使侵蚀坑的形态不规则，因而在实际工程中难以测量。为准确判断侵蚀坑对单桩结构承载性能的影响，侵蚀坑的形态的测绘应做到尽可能精确。

技术实现思路

[0004]本专利技术第一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，以用于测量单桩结构周围侵蚀坑的三维形态。
[0005]为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，其特征在于：所述单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置包括多段圈臂，所述圈臂与横梁相连接；相邻两段圈臂的开合角度可调节以适应不同尺寸单桩，所述圈臂形成对单桩的半包围或者全包围；所述横梁上设有多个探杆，多个探杆沿着横梁的延伸方向依次布置，所述探杆的下端设有测力计，所述探杆的下端相对于横梁上下移动。
[0006]在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：作为本专利技术的一种优选技术方案：相邻两段圈臂的连接处设有圈臂开合调节装置，所述圈臂开合调节装置用于调节圈臂的开合角度以夹紧单桩。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述圈臂朝向单桩的一侧设有轮形驱动机构，所述轮形驱动机构包括滚轮和滚轮驱动马达，所述滚轮驱动马达驱动滚轮以带动圈臂沿着单桩上下移动或者左右转动。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述轮形驱动机构内置测位移计，所述测位移计用于测量圈臂的上下移动位移变化或者左右转动角度变化。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述横梁上沿着横梁的延伸方向布置多个圆柱形孔道，所述圆柱形孔道内穿过探杆。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述圆柱形孔道内设置探杆驱动轮和探杆导向轮，所述探杆驱动轮和探杆导向轮相对布置以形成对探杆杆身的夹持，所述探杆驱动轮用
于驱动探杆上下移动。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述探杆驱动轮内置测位移计，所述测位移计用于测量探杆的上下升降位移变化。
[0012]本专利技术还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量方法。
[0013]为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量方法，其特征在于：所述单桩结构侵蚀坑三维形态的测量方法基于前文所述的单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，并包括如下步骤：S1、调整圈臂的开合角度，使得圈臂能够贴合并夹住所要测量的单桩结构外壁；S2、将单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置整体沿着单桩下移至贴近地基表面；S3、下移探杆直至探杆底部的测力计所测的压力大小为某阈值，然后探杆回复至初始位置，此过程中，记录探杆下移的距离；S4、圈臂旋转一定角度，并重复步骤S3；S5、重复步骤S4，直至圈臂带动横梁旋转360度，回到初始测量的位置；S6、根据测量过程中，各个探杆在水平面内的坐标位置，并结合记录到的探杆下移距离，绘制单桩周围侵蚀坑的三维形态。
[0014]本专利技术提供一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置及方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：1）、本专利技术通过布置多段圈臂，并且相邻圈臂之间的开合角度可以调节，从而方便适应不同尺寸的单桩结构，特别地，可以在相邻两段圈臂的连接处设有圈臂开合调节装置以控制两段圈臂的张开角度，扩大了整套装置的应用范围；2）、本专利技术的探杆下降碰触到侵蚀坑底部时，通过测力计的数值反馈来使得探杆自动复位，此后横梁自动转动至下一个测量位，此过程的自动化程度高，能在保持高测量精度的同时加快测量过程；3）、本专利技术通过探杆的位置信息，结合每次测量的探杆下降距离，可由计算机程序自动绘制侵蚀坑的三维形态，测量过程简便易于操作，最终结果简洁易懂。
附图说明
[0015]图1为本专利技术所提供的单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置的正视图；图2为本专利技术所提供的单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置的俯视图；图3为探杆与横梁的连接图示；图中：1
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单桩；2
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圈臂；3
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圈臂开合调节装置；4
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横梁；5
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轮形驱动机构；6
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探杆；7
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探杆驱动轮；8
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探杆导向轮；9
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测力计；10
‑
测位移计。
具体实施方式
[0016]参照附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细地描述。
[0017]如图1
‑
3所示，一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，包括圈臂2、圈臂开合调节装置3、横梁4、轮形驱动机构5、探杆6、探杆驱动轮7、探杆导向轮8以及测力计9等。
[0018]圈臂2与单桩1贴合的部位装有轮形驱动机构5，轮形驱动机构5包括滚轮和滚轮驱动马达，滚轮驱动马达驱动滚轮以带动圈臂2沿着单桩1上下运动或者在水平面内转动，并由轮形驱动机构5内置的测位移计记录圈臂移动距离和转动角度。
[0019]在本实施例中，圈臂2分为两段，通过圈臂开合调节装置3来控制两端圈臂2之间的张开角度以夹紧单桩1。
[0020]圈臂2上连接着横梁4，横梁4上分布有多个可供探杆6穿过的圆柱形孔道；横梁4上的圆柱形孔道内安装有探杆驱动轮7和探杆导向轮8，可驱动探杆6升降，并由内置的测位移计10记录探杆6升降的距离；探杆6下部安装有测力计9，可在探杆6与地面接触并产生力的作用时记录力的数值。
[0021]测力计、测位移计、轮形驱动机构、探杆驱动轮等元器件均可通过导线与电脑连接，并由程序远程操控。
[0022]具体地，上述单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置通过如下方法进行三维形态绘制：S1、通过圈臂开合调节装置调整圈臂的开合角度，使得圈臂能够贴合并夹住所要测量的单桩结构外壁；S2、通过轮形驱动机构将单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置整体沿着单桩下移至贴近地基表面（海底泥面处），同时测力计、测位移计归零；S3、探杆驱动轮驱动下移探杆直至探杆底部的测力计所测的压力大小为某阈值，本实施例中为10 N，探杆驱动轮停止下移探杆，并转而开始上升探杆直至探杆回复至初始位置，此过程中，通过测位移计测量探杆的最大下降距离，该距离即为此探杆位置处侵蚀坑的深度；等待所有探杆均恢复至初始位置，即结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，其特征在于：所述单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置包括多段圈臂，所述圈臂与横梁相连接；相邻两段圈臂的开合角度可调节以适应不同尺寸单桩，所述圈臂形成对单桩的半包围或者全包围；所述横梁上设有多个探杆，多个探杆沿着横梁的延伸方向依次布置，所述探杆的下端设有测力计，所述探杆的下端相对于横梁上下移动。2.根据权利要求1所述的单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，其特征在于：相邻两段圈臂的连接处设有圈臂开合调节装置，所述圈臂开合调节装置用于调节圈臂的开合角度以夹紧单桩。3.根据权利要求1所述的单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，其特征在于：所述圈臂朝向单桩的一侧设有轮形驱动机构，所述轮形驱动机构包括滚轮和滚轮驱动马达，所述滚轮驱动马达驱动滚轮以带动圈臂沿着单桩上下移动或者左右转动。4.根据权利要求3所述的单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，其特征在于：所述轮形驱动机构内置测位移计，所述测位移计用于测量圈臂的上下移动位移变化或者左右转动角度变化。5.根据权利要求1所述的单桩结构侵蚀坑三维形态的测量装置，其特征在于：所述横梁上沿着横梁的延伸方向布置多个圆柱形孔道，所述圆柱形孔道内...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，吴旭敏，杨接平，温东北，邹金杰，陈攀，高礼洪，潘礼德，苑瑞芳，卢亦敏，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：