一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器制造技术

本发明专利技术公开了一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器，所述仪器包括整平装置、测量装置、固定装置；所述整平装置包括由上至下依次设置的固定框架、圆水准器、顶盘、脚螺旋及柱脚；所述测量装置包括由上至下依次设置的螺杆、固定刻度、可动刻度、微分筒及微调旋钮；所述固定装置为一体成型的固定架；所述固定架包括竖向钢板、水平钢板，所述竖向钢板与水平钢板互相垂直，并在两个钢板之间设置斜撑形成“三角形”框架。本发明专利技术提供一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器，该测量仪器可以方便的实现测量轴的竖直，并能保证0.1mm的精度要求，同时，还能保证测量仪器在支座更换施工中保持在原位。具有结构简单、使用方便、测读精准及不被扰动等优点。

A high precision vertical displacement measuring instrument with manual leveling

【技术实现步骤摘要】
一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器
本专利技术涉及精密测量
，具体为一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器；尤其是适用于桥梁支座更换中竖向位移监测的可手动整平的高精度竖向位移测量仪器。
技术介绍
桥梁上部结构与墩台之间需设置支座，其作用是将桥跨结构上的各种荷载反力传递到墩台上，同时保证桥跨结构所要求的位移和转动(即保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素下的自由变形)，使上、下部结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。但在长期使用的过程中，支座很可能发生诸如剪切超限、支座脱空、局部承压及材料劣化等病害，其传递荷载、顺应变形的能力将下降甚至消失，直接影响结构安全，需对病害支座及时更换以恢复其原有功能。目前常规的桥梁支座更换技术按照一次施工更换支座数量的多少，可以分为同步顶升技术与单支座更换技术两大类，而同步顶升技术依据顶升方法的不同，又可进一步细分为整联跨同步顶升法、简单直接顶升法、鞍型支架法、钢扁担梁法及桥面钢导梁法等。不过，无论以上技术在细节上差异如何，其技术要点都包含梁体顶升、更换支座和落梁三个方面。实际操作中，为防止梁体开裂或破坏，支座更换时并非一步顶升到位，而是采取分级顶升的策略，每次顶升高度不超过1mm，并采用顶升位移与顶升力双指标控制。在理想工作状态下，该施工方法对结构的受力状态影响较小，但实际施工中，由于许多不确定因素的影响，会导致结构出现附加应力，致使结构受力状态发生改变，进而导致结构损伤甚至梁体破坏。根据实际情况，上文所提及的不确定因素归纳如下：⑴结构使用一段时期后，下部结构可能出现不同程度的沉降差，或者由于施工期间超方等因素，实际结构支座反力与其理论值之间将会存在偏差，导致理论顶升力与实际顶升力不符，进而影响各支点的位移同步性；⑵梁下净空较小，可操作空间受千斤顶、临时支撑尺寸等因素的制约，对支座上下调平层的施工带来很大困难，从而直接影响到支座更换前后高差的控制；⑶梁体在顶升以及落梁阶段，由于设备的原因，顶升速率可能存在差异，将导致梁体出现相对位移差，过大的位移差，将在上部结构中产生不利的附加应力；⑷桥梁顶升后，墩顶桥面连续段在顶升强迫位移作用下有可能出现开裂，进而影响桥梁耐久性；因此，在顶升梁体过程中必须采取严密的监测措施，及时掌控梁体在顶升过程中的状态变化，其中最重要的是顶升位移与顶升力两个指标。其中，顶升力可直接由千斤顶机电设备读取，顶升位移则需另外获取。监测时，由于上文所述原因，竖向位移测量精度要求达到0.1mm级(江苏交通控股有限公司文件《自平衡反压式单支座更换技术质量评定标准》规定：更换前后梁体高度偏差≤0.5mm。并特别注明：所列数值均指在支座更换完毕的检测指标，实际施工中的控制指标均须高于该指标，才能确保支座更换结束后的检测结果满足以上标准)，对测量仪器及方法提出了较高的要求。目前常用的测量仪器及方法是：⑴位移传感器顶升设备一般配备位移传感器与控制系统连接，位移传感器的分辨率要求不低于0.05mm(《公路桥梁橡胶支座更换技术规程(DB32/T2173-2012)》)，但安装过程中，位移传感器(一般为拉绳位移传感器)是否竖直，全凭人的视力，难以控制，实际中往往出现位移传感器安装歪斜而导致实际顶升位移与控制系统中设置的数值相差较大的不良结果。且拉绳位移传感器在施工中极易被触碰，从而导致后续监测无法进行。因此，顶升系统自带的竖向位移监测设备(即此处的位移传感器)不能满足施工要求，必须采取更加准确的监测手段。⑵百分表百分表的优点是测量精度高，可达0.01mm，但其缺点也是很明显的：存在较大回程误差，测量准确度受到影响；以人的视觉观察为准，难以保证测杆轴线完全竖直；磁性台架与铁或钢面的粘接不够牢固；无论是百分表还是磁性台架，施工中均易被触碰，从而导致测量失败。⑶激光测距仪激光测距仪的优点是测读快速、极为便捷，但是测量精度低，仅为1mm，同时也存在难以保证测量光束完全竖直的缺点，误差较大。此外，放置激光测距仪的位置既需保证严格水平，还需保证靠近支座且不能在施工中被灌浆料覆盖，存在较大难度。而一旦之前选定的测读位置在施工中被灌浆料覆盖，则测量的基准标高发生了变化，后续监测也就失去了意义。⑷刻度尺所谓的刻度尺测读，是指在被测量体表面画刻度线，用角尺测量。其刻度线的绘制可以用水准尺在一定程度上保证一个方向上的竖直，但由于刻度线画在盖梁或主梁的侧面，高度依赖于盖梁或主梁的施工工艺，即盖梁或主梁的侧面难以保证竖直，而且直尺的测量精度只有0.5mm，误差较大。但其优点是测读几乎不受施工影响。因此，在桥梁顶升与落下的过程中，就测量精度而言，位移传感器与百分表可以满足要求，就测量时的竖直度而言，则均不能完全保证，就测量的抗干扰能力而言，仅刻度尺可以满足。因此，上述测量仪器均不能满足竖向位移监测的要求，在支座更换施工控制过程中，需要着重保证以下三点：⑴位移测量仪器在测量过程中必须保持测量轴/读数轴(一般来说，位移测量仪器需符合阿贝原则，即测量轴与读数轴共线)竖直；⑵测量精度需达到0.1mm；⑶测量仪器及测读过程不受支座更换施工的影响。
技术实现思路
为了克服支座更换施工中现有竖向位移监测手段中存在的测量精度不高、测量轴难保竖直及易受干扰的缺点，本专利技术提供一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器，该测量仪器可以方便的实现测量轴的竖直，并能保证0.1mm的精度要求，同时，还能保证测量仪器施工中保持在原位。具有结构简单、使用方便、测读精准及不被扰动等优点。本专利技术公开了一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器，所述仪器包括整平装置、测量装置、固定装置；所述整平装置包括由上至下依次设置的固定框架、圆水准器、顶盘、脚螺旋及柱脚；所述固定框架的底部连接顶盘，所述顶盘的底部连接柱脚，所述柱脚包括上柱脚、下柱脚，所述柱脚上设有脚螺旋；脚螺旋与上柱脚为螺纹连接；脚螺旋与下柱脚为转轴连接；下柱脚中空、内部刻有螺纹；所述固定框架包括上固定盘、三根固定柱，所述固定柱的顶部连接上固定盘，所述固定柱的底部连接顶盘，所述上固定盘的中心处设有螺孔；所述螺孔的内壁螺纹与测量装置的固定刻度前端的螺纹相吻合；所述测量装置包括由上至下依次设置的螺杆、固定刻度、可动刻度、微分筒及微调旋钮；所述螺杆穿过所述固定框架的上固定盘的中心处的螺孔；所述固定刻度位于上固定盘的下方；所述固定装置为一体成型的固定架；所述固定架包括竖向钢板、水平钢板，所述竖向钢板与水平钢板互相垂直，并在两个钢板之间设置斜撑形成“三角形”框架；竖向钢板上钻有两排共四个孔洞，采用螺栓将竖向钢板与盖梁或桥台前壁连接在一起，水平钢板上也有三个孔洞，所述整平装置的三根下柱脚对准水平钢板上的三个孔洞，并用螺丝将下柱脚与水平钢板固定。本专利技术的进一步的技术方案是，测量装置包括螺杆、螺母、棘轮、固定刻度、可动刻度、微分筒及微调旋钮。固定好测量装置后，沿正方向旋转微分筒一周，则螺杆在螺母中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器，其特征在于：所述仪器包括整平装置(1)、测量装置(2)、固定装置(3)；/n所述整平装置(1)包括由上至下依次设置的固定框架(11)、圆水准器(14)、顶盘(15)、脚螺旋(16)及柱脚；所述固定框架(11)的底部连接顶盘(15)，所述顶盘(15)的底部连接柱脚，所述柱脚包括上柱脚(17)、下柱脚(18)，所述柱脚上设有脚螺旋(16)；脚螺旋(16)与上柱脚(17)为螺纹连接；脚螺旋(16)与下柱脚(18)为转轴连接；下柱脚(18)中空、内部刻有螺纹；所述固定框架(11)包括上固定盘(12)、三根固定柱(13)，所述固定柱(13)的顶部连接上固定盘(12)，所述固定柱(13)的底部连接顶盘(15)，所述上固定盘(12)的中心处设有螺孔；/n所述测量装置(2)包括由上至下依次设置的螺杆(21)、固定刻度(22)、可动刻度(23)、微分筒(24)及微调旋钮(25)；所述螺杆(21)穿过所述固定框架(11)的上固定盘(12)的中心处的螺孔；所述螺孔的内壁螺纹与测量装置(2)的固定刻度(22)前端的螺纹相吻合；所述固定刻度(22)位于上固定盘(12)的下方；/n所述固定装置(3)为一体成型的固定架；所述固定架包括竖向钢板(31)、水平钢板(32)，所述竖向钢板(31)与水平钢板(32)互相垂直，并在两个钢板之间设置斜撑(33)形成“三角形”框架；所述竖向钢板(31)上钻有两排共四个孔洞，所述水平钢板(32)上也有三个孔洞，所述整平装置(1)的三根下柱脚(18)对准水平钢板(32)上的三个孔洞，并用螺丝将下柱脚(18)与水平钢板(32)固定。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可手动整平的高精度竖向位移测量仪器，其特征在于：所述仪器包括整平装置(1)、测量装置(2)、固定装置(3)；
所述整平装置(1)包括由上至下依次设置的固定框架(11)、圆水准器(14)、顶盘(15)、脚螺旋(16)及柱脚；所述固定框架(11)的底部连接顶盘(15)，所述顶盘(15)的底部连接柱脚，所述柱脚包括上柱脚(17)、下柱脚(18)，所述柱脚上设有脚螺旋(16)；脚螺旋(16)与上柱脚(17)为螺纹连接；脚螺旋(16)与下柱脚(18)为转轴连接；下柱脚(18)中空、内部刻有螺纹；所述固定框架(11)包括上固定盘(12)、三根固定柱(13)，所述固定柱(13)的顶部连接上固定盘(12)，所述固定柱(13)的底部连接顶盘(15)，所述上固定盘(12)的中心处设有螺孔；
所述测量装置(2)包括由上至下依次设置的螺杆(21)、固定刻度(22)、可动刻度(23)、微分筒(24)及微调旋钮(25)；所述螺杆(21)穿过所述固定框架(11)的上固定盘(12)的中心处的螺孔；所述螺孔的内壁螺纹与测量装置(2)的固定刻度(22)前端的螺纹相吻合；所述固定刻度(22)位于上固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘其伟，刘李君，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32