桥梁拉索受损状况的检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种桥梁拉索受损状况的检测装置，该装置包括多个检测装置单体，每个检测装置单体包括一个刚性套筒（1）、两根电缆和一个与显示器电连接的放大器，刚性套筒（1）内设有一个与刚性套筒（1）同轴的压电材料的圆环套（3），圆环套（3）表面包裹有绝缘层，两根电缆的内端与圆环套（3）电连接，两根电缆的外端均与放大器电连接。该检测装置能准确判断拉索受损状况以便及时更换受损拉索且检测过程方便、快捷。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及桥梁领域，具体讲是一种桥梁拉索受损状况的检测装置。
技术介绍
拉索是斜拉桥、悬索桥和系杆拱桥等桥梁结构中的主要受力构件，在拉索服役期间，拉索的受力状况和动力响应直接决定整个桥梁结构的受力状况和动力响应。由于受腐蚀、疲劳等因素，长时期使用后的拉索会受到不同程度的损伤，导致拉索的拉力即轴向力下降，最终导致整个桥梁结构的承载力、强度下降，存在安全隐患，甚至会出现坍塌事故。故必须检测拉索的受损状况，及时更换受损严重的拉索，杜绝安全隐患。现有技术对桥梁拉索的检测方法为先对一根拉索进行检测，即人们把检测仪器固定在单根拉索上，然后敲击该拉索，检测仪器记录该拉索的振动频率，然后将振动频率、 该拉索的长度带入经验公式来计算该单根拉索的轴向力的大小，此后用同样的方式逐根检测其它拉索的轴向力的大小，如果计算出的某根拉索的轴向力明显小于警戒值，就更换该拉索。现有技术的检测装置及采用该检测装置的检测方法无法准确测量出拉索轴向力的大小，测量结果不精确，测量效果差，这是由多个因素造成的。首先，在用仪器采集拉索的振动频率的过程中，测量结果很容易受到外界环境因素如风力、桥面车辆振动等因素的干扰，导致测量的振动频率不准确；而且，用手敲击较短的拉索时，振动的幅度小，小幅度振动的频率不容易被采集；并且，由于拉索下端是锚固在混凝土内的，而锚固这种方式既不属于固接又不属于铰接，其边界条件无法确定，故根本无法得到准确的拉索长度；这样，基于不精确的振动频率和拉索长度计算出来的拉索轴向力自然不精确。实际上，行业内根本没有统一的公式和标准去精确获得拉索的轴向力，而是通过经验公式，粗略的判断拉索的轴向力，然后，为保险起见，把可能出现问题的拉索更换、甚至每隔一段时间将全部拉索更换掉，故浪费严重，维护成本高昂，维护过程麻烦。而且，采用现有技术的检测装置的检测过程比较麻烦，每次检测时，需要将检测仪器与单根拉索固定，检测完后又需要将检测仪器与拉索脱开，过程繁琐、速度慢，效率低；正是因为检测过程比较繁琐，故检测的频率难以把握，如果检测频率过于频繁，检测次数过多，则十分麻烦，费时费力，而检测频率低，次数少，间隔时间长，又不能排除安全隐患。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，提供一种能准确判断拉索受损状况以便及时更换受损拉索且检测过程方便、快捷的桥梁拉索受损状况的检测装置。本技术的技术解决方案是，提供一种桥梁拉索受损状况的检测装置，它包括多个检测装置单体，每个检测装置单体包括一个刚性套筒、两根电缆和一个与显示器电连接的放大器，刚性套筒内设有一个与刚性套筒同轴的压电材料的圆环套，圆环套表面包裹有绝缘层，刚性套筒内设有两块端隔板，圆环套位于两块端隔板之间，端隔板上设有供电缆穿过的通孔，一根电缆的内端经端隔板的通孔并穿透绝缘层与圆环套的内圆周面电连接，另一根电缆的内端经端隔板的通孔并穿透绝缘层与圆环套的外圆周面电连接，两根电缆的外端均与放大器电连接，端隔板和圆环套上均设有用于与拉索下端的分支钢绞线套合的中心孔。采用本技术的检测装置的实时检测方法，其步骤包括a、预制多个检测装置单体，每个检测装置单体包括一个刚性套筒、两根电缆和一压电材料的圆环套，圆环套位于刚性套筒内且与刚性套筒同轴，一根电缆的内端与圆环套的内圆周面电连接，另一根电缆的内端与圆环套的外圆周面电连接，两根电缆的外端伸出刚性套筒；b、将上端与桥体固定好的单根拉索的下端穿过桥梁锚固区混凝土预留的喇叭口型孔道，并在喇叭口型孔道内将拉索分叉成多根钢绞线；C、给喇叭口型孔道内的每根钢绞线套上一个检测装置单体；d、将每个检测装置单体的两根电缆接入外接电源，在外接电源电压的作用下，使得该检测装置单体的圆环套发生形变，最终使得该圆环套与钢绞线紧套合；e、将每个检测装置单体的两根电缆与外接电源脱离，再将两根电缆与放大器电连接，而放大器是与显示器电连接的；f、将该拉索的每根钢绞线下端与锚板固定；g、从锚板的灌浆孔向锚板上方的喇叭口型孔道填充注浆，使得该拉索的各根钢绞线完全锚固在锚固区内，而混凝土浆液由于刚性套筒最外端的两块端隔板阻隔，不会进入刚性套筒内，此时，该拉索的封锚过程及检测装置安装过程完成；h、拉索及拉索下端各根钢绞线的正常振动，会产生径向力，每根钢绞线的径向力会压缩紧套合在钢绞线上的压电材料的圆环套，使得圆环套的内、外圆周面之间产生电压，该电压经电缆线传递、放大器放大，最终传导在显示器上，并在显示器上形成一个关于该根钢绞线的时间和电压的波形；i、当桥梁完工后，且显示器上关于一根钢绞线的波形的峰值在采样时间段T1内保持稳定时，记录该峰值A0作为钢绞线的标准峰值；j、钢绞线的径向力会随着服役时间增长而逐步衰减，显示器上的实际峰值也同样会不断衰减，当实际峰值在在采样时间段T1内保持稳定时，记录该峰值作为钢绞线的比对峰值A1 ；k、用比对峰值除以标准峰值，获得的比值如果大于警戒值，则该钢绞线受损状况合理，该钢绞线的拉索无需更换，一旦获得的比值小于警戒值，则判定该钢绞线受损，必须更换掉该钢绞线所在的拉索。利用本技术的检测装置的实时检测方法的原理为拉索的径向力与拉索受损乃至拉索的轴向力即拉力状况相互关联，一旦拉索受损，拉索的径向力和轴向力均会衰减，故比对拉索的径向力，就能准确判断拉索的受损状况。本技术桥梁拉索受损状况的检测装置及利用该检测装置的实时检测方法与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果利用该装置的检测方法回避了行业内无法精确测量拉索轴向力的技术难题，而是创造性的提出采用对比的方式，用比对峰值除以标准峰值得到的比值与警戒值比对，因而能准确监测到拉索的受损状况，从而准确判断拉索是否需要更换，客服了现有技术无法准确计算出拉索轴向力，无法精确判断受损状况的技术难题，故既不会因为漏掉受损拉索而产生安全隐患，又不会由于更换了未受损拉索而造成浪费，简化了维护过程，减少了维护成本；而且，利用该装置的检测方法只需要在拉索下端封锚时一次性安装好检测装置单体，就可长期测量，而且测量过程仅仅是从显示器中得出两种峰值进行比对即可，无需像现有技术一样每测一次在每根拉索上安装一次测量仪器，故利用本技术的检测装置的检测方法简单方便直观；又由于利用本技术的检测装置的检测方法简单方便，故可以更多的根据安全因素考虑，尽可能多次的测量拉索受损状况，进一步杜绝安全隐患；还由于检测装置单体安装时，压电材料的圆环套在电荷补偿的作用下，与拉索的钢绞线贴紧，故进一步精确了测量结果。作为改进，每个检测装置单体还包括两块限位隔板，两块限位隔板的间隔等于圆环套的厚度，圆环套位于两块限位隔板之间，限位隔板上也设有供电缆穿过的通孔和用于与钢绞线套合的中心孔，这样，两块限位隔板能将圆环套沿刚性套筒的轴向限位，避免圆环套轴向滑移产生测量误差，而外端的两块端隔板能防止封锚时的混凝土进入刚性套筒，锚死钢绞线和圆环套，干扰测量。·作为再改进，每块端隔板和相邻的限位隔板之间还设有一块支撑隔板，支撑隔板上也设有有供电缆穿过的通孔和用于与钢绞线套合的中心孔，这样，支撑隔板能有效支撑电缆，防止电缆纠缠打结。作为再又改进，压电材料的圆环套为钛酸钡陶瓷材料的圆环套，该材料压电性能好，且成本不贵。附图说明图I是本技术桥梁拉索受损状况的检测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁拉索受损状况的检测装置，其特征在于：它包括多个检测装置单体，每个检测装置单体包括一个刚性套筒（1）、两根电缆（2）和一个与显示器电连接的放大器，刚性套筒（1）内设有一个与刚性套筒（1）同轴的压电材料的圆环套（3），圆环套（3）表面包裹有绝缘层（3.1），刚性套筒（1）内设有两块端隔板（4），圆环套（3）位于两块端隔板（4）之间，端隔板（4）上设有供电缆（2）穿过的通孔（5），一根电缆（2）的内端经端隔板（4）的通孔（5）并穿透绝缘层（3.1）与圆环套（3）的内圆周面电连接，另一根电缆（2）的内端经端隔板（4）的通孔（5）并穿透绝缘层（3.1）与圆环套（3）的外圆周面电连接，两根电缆（2）的外端均与放大器电连接，端隔板（4）和圆环套（3）上均设有用于与拉索（6）下端的分支钢绞线（6.1）套合的中心孔（7）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭卫，王银辉，查支祥，常全辉，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：实用新型
国别省市：