桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统，数显倾角仪与机电百分表连接；套筒的一端套在机电百分表的测杆的外部并与装夹套连接；连杆的下端设置于套筒的内腔，上端贯穿套筒的上底；连杆的下端与机电百分表测杆的端部相抵，机电百分表测杆处于受压状态；连杆的下端与套筒的下底之间连接有拉力弹簧；机电百分表与测量平台之间转动连接；第一机电百分表测量组件、第二机电百分表测量组件和第三机电百分表测量组件的机电百分表的转轴共水平面。本实用新型专利技术通过多个测量装置测量桥梁主梁上横向以及纵向上的水平位移和竖向位移，通过几何计算就能计算出桥梁因转动过程产生的三维形变量，精度较高、设备简便、受外界因素的干扰较小。界因素的干扰较小。界因素的干扰较小。

【技术实现步骤摘要】
桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统


[0001]本技术涉及桥梁工程领域，尤其涉及桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统。

技术介绍

[0002]公路交通建设是立体交通网中非常重要的环节，随着交通运输量的增长，这对公路交通建设带来巨大的挑战。当前，交通运输需求增长与建设用地紧张矛盾凸显，独柱墩梁桥具有减少占地、复杂场地适应性强和经济美观等优点，在国内外公路及城市桥梁建设中应用广泛。因此，独柱墩桥梁的合理建设，对促进土地资源集约利用，实现立体化交通建设目标具有重要的社会和经济意义。近些年来，因重车过桥导致独柱墩梁桥倾覆的事故屡有报道，造成人力、物力和财力的巨大损失。桥梁倾覆是在超载汽车偏载作用下，单向受压支座依次脱空，边界条件失效造成桥梁失去平衡的过程。如何准确测量桥梁在超载车辆作用下的三维形变是准确评估桥梁抗倾覆承载力的重要指标。目前现有技术大多集中于桥梁的竖向变形测量。竖向变形(挠度)的测试方法主要有百分表法、支架法、吊锤法、光电成像测量法、倾角仪测量法、连通管法、毫米雷达波测量法、GPS动态测量法、激光测量法和地面微波干涉测量法等。毫米雷达波测量法、GPS动态测量法、激光测量法和地面微波干涉测量法等可实现桥梁三维形变实时测量。然而，GPS动态测量仍然局限在10～20mm范围内，地面微变形干涉测量雷达(GB
‑
tadar)测量精度受大气介质影响显著，激光扫描测量方法随着视距增加，测量精度快速降低，无法实现夜视测量，基于机器视觉的桥梁变形实时测量精度受光照、温度等外界环境影响显著。且以上设备成本高昂，容易受测点数量、使用环境及经济等因素的限制。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的问题，本技术基于有接触式测量，提出了桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统，本技术测量精度较高、且设备简便、受外界因素的干扰较小。
[0004]本技术采用的技术方案如下：
[0005]桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统，包括测量装置，测量装置包括测量平台和若干机电百分表测量组件；
[0006]所述测量平台为一刚性且对称的结构，测量平台具有竖直对称面；
[0007]机电百分表测量组件包括机电百分表、套筒、连杆和数显倾角仪，数显倾角仪与机电百分表连接，数显倾角仪其中一个坐标轴与机电百分表的测杆的轴线平行；套筒的一端套在机电百分表的测杆的外部并与机电百分表的装夹套连接；连杆的下端设置于套筒的内腔，连杆的上端贯穿套筒的上底；连杆的下端与机电百分表测杆的端部相抵，机电百分表测杆处于受压状态；连杆的下端与套筒的下底之间连接有拉力弹簧，拉力弹簧处于拉伸状态；
[0008]机电百分表与测量平台之间转动连接，且机电百分表的转动平面为测量平台的竖
直对称面，机电百分表的转轴与机电百分表指针的转轴同轴；
[0009]机电百分表测量组件包括第一机电百分表测量组件、第二机电百分表测量组件和第三机电百分表测量组件，第一机电百分表测量组件设置于测量平台的中部，第二机电百分表测量组件和第三机电百分表测量组件对称设置在第一机电百分表测量组件的两侧；第一机电百分表测量组件、第二机电百分表测量组件和第三机电百分表测量组件的机电百分表的转轴共水平面。
[0010]优选的，连杆的上端开设有通孔，连杆通过所述通孔连接有吊绳。
[0011]优选的，本技术桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统还包括平面校准板，平面校准板设置于测量平台的上方并与测量平台固定连接，平面校准板与所述测量平台的竖直对称面共面，平面校准板上设有平面校准结构，所述平面校准结构用于校准所有吊绳处于测量平台的竖直对称面内。
[0012]优选的，所述平面校准结构包括第一激光电筒、第二激光电筒和水准泡，第一激光电筒和第二激光电筒均与平面校准板转动连接，第一激光电筒和第二激光电筒的转轴与平面校准板垂直，第一激光电筒和第二激光电筒发出的光束位于测量平台的竖直对称面内。
[0013]优选的，测量平台的底部设有长度可调节的柱脚。
[0014]优选的，所述测量平台采用桁架结构。
[0015]优选的，信号处理器、信号放大器以及数据处理单元，所有数显倾角仪以及所有机电百分表均与信号处理器连接，信号处理器与信号放大器连接，信号放大器与数据处理单元连接。
[0016]优选的，连杆上设有用于标定拉力弹簧预拉力大小的刻度。
[0017]优选的，连杆包括杆体和柱体，杆体的下端与柱体的上端连接，杆体和柱体同轴且杆体的直径小于柱体的直径，柱体位于套筒的内腔，杆体贯穿套筒的上底面，柱体与套筒之间为间隙配合。
[0018]本技术具有如下有益效果：
[0019]本技术桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统中，测量装置上设置有第一机电百分表测量组件、第二机电百分表测量组件和第三机电百分表测量组件，每个机电百分表测量组件均设有数显倾角仪，一个测量装置通过所有机电百分表以及数显倾角仪能够测量出桥梁主梁上同一断面处两点位置的水平位移和竖向位移，因此在实际应用中，通过多个测量装置测量桥梁主梁上横向以及纵向上的水平位移和竖向位移，通过几何计算就能计算出桥梁因转动过程产生的三维形变量；由于采用了机电百分表以及数显倾角仪，因此能够实时进行测量，实时性较好，同时上述两种装置的测量精度较高且均属于常用设备，因此使得本技术测量精度较高、且设备简便、成本低，同时这两种设备受外界因素的影响较小，因此使得本技术的整个测量系统受外界因素影响较小。
附图说明
[0020]图1为本技术桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统应用时的整体示意图；
[0021]图2为本技术测量装置的整体示意图；
[0022]图3(a)为本技术实施例测量平台与机电百分表组件连接后的立面图，图3(b)
为本技术实施例测量平台与机电百分表组件连接后的侧面图，图3(c)为本技术实施例测量平台与机电百分表组件连接后的平面图；
[0023]图4为本技术实施例测量平台的三维立体图；
[0024]图5为本技术实施例中平面校准的细部详图；
[0025]图6为本技术实施例中机电百分表组件的三维结构图；
[0026]图7为本技术实施例中机电百分表组件的剖视图；
[0027]图8为本技术实施例中三维变形测量原理图；
[0028]图9为本技术实施例中桥梁倾覆三维形变测量系统演示图；
[0029]图10为本技术实施例中机电百分表组件与测量平台组合结构图；
[0030]图11为本技术实施例中上柱脚和下柱脚连接示意图；
[0031]图12为本技术实施例中升降螺旋三维构造图；
[0032]图13(a)为本技术实施例中多台测量装置协同工作效果立面图，图13(b)为本技术实施例中多台测量装置协同工作效果仰视图；
[0033]图中，1
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统，其特征在于，包括测量装置(4)，测量装置(4)包括测量平台和若干机电百分表测量组件；所述测量平台为一刚性且对称的结构，测量平台具有竖直对称面；机电百分表测量组件包括机电百分表(20)、套筒(13)、连杆(21)和数显倾角仪(12)，数显倾角仪(12)与机电百分表(20)连接，数显倾角仪(12)其中一个坐标轴与机电百分表(20)的测杆的轴线平行；套筒(13)的一端套在机电百分表(20)的测杆的外部并与机电百分表(20)的装夹套连接；连杆(21)的下端设置于套筒(13)的内腔，连杆(21)的上端贯穿套筒(13)的上底；连杆(21)的下端与机电百分表(20)测杆的端部相抵，机电百分表(20)测杆处于受压状态；连杆(21)的下端与套筒(13)的下底之间连接有拉力弹簧(28)，拉力弹簧(28)处于拉伸状态；机电百分表(20)与测量平台之间转动连接，且机电百分表(20)的转动平面为测量平台的竖直对称面，机电百分表(20)的转轴与机电百分表(20)指针的转轴同轴；机电百分表测量组件包括第一机电百分表测量组件、第二机电百分表测量组件和第三机电百分表测量组件，第一机电百分表测量组件设置于测量平台的中部，第二机电百分表测量组件和第三机电百分表测量组件对称设置在第一机电百分表测量组件的两侧；第一机电百分表测量组件、第二机电百分表测量组件和第三机电百分表测量组件的机电百分表(20)的转轴共水平面。2.根据权利要求1所述的桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统，其特征在于，连杆(21)的上端开设有通孔(29)，连杆(21)通过所述通孔(29)连接有吊绳(3)。3.根据权利要求2所述的桥梁抗倾覆承载力评估三维形变实时测试系统，其特征在于，还包括平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇军，王业路，赵煜，姚常伟，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：