CN103884292B - 一种用于长期检测的激光发射器支架的安装结构及其安装调试方法 - Google Patents

Abstract

一种用于长期检测的激光发射器支架的安装结构，所述激光发射器支架包括底板(1)、圆管(2)和激光发射管(3)，所述圆管一端焊接在所述底板大致中心位置，所述激光发射管(3)固结于所述圆管中，所述底板为T形或Y形或十字形，在所述底板的三个或四个远端各开一安装孔(4)，所述安装孔中固定有膨胀螺栓(5)，所述膨胀螺栓具有膨胀端(5.1)和调整端(5.2)，所述膨胀端永久固定于被检测的固定建筑结构上，所述调整端穿过所述安装孔，并通过第一螺母、第二螺母夹紧在所述底板的两侧，在第二螺母外侧采用加强螺母拧紧强化，所述安装结构相对于该被检测建筑结构的表面的形变在0.001～0.02mm之间。本发明不需要水准泡，也不需调整到水平状态，适用于激光发射器的长期检测的安装固定。

Description

一种用于长期检测的激光发射器支架的安装结构及其安装调试方法

技术领域

本发明涉及变形或位移监测设备中激光发射器支架的安装结构，具体是可长期检测的激光发射器支架的安装结构及其安装调试方法。

背景技术

目前在桥梁变形检测方面应用的主要方法有拉钢丝法、水准仪法、经纬仪法等。拉钢丝法所需设备简单，操作容易，但钢丝拉力不好掌握，同时钢丝具有一定的弹性和韧性，特别是弯曲以后不易拉直，再加上钢丝自重的影响，造成测量误差较大。水准仪法在短距离测量时有盲区，在大跨度测量时，一般水准仪读尺模糊，影响精度。经纬仪法只能测量主梁的受载变形情况，不能反映静载情况。最重要的一点是，后两种方法均无法实现连续的自动监测。

利用激光具有方向性好、高光亮度等特点，将其安装于相对固定的位置(比如桥墩等)作为一种局部基准，投射到激光接收器上，通过对其光斑位置的解析，可以间接地获得激光接收器所在位置的变形和位移参数，是一种在线桥梁和建筑物变形监测的理想方法。

这种方法能够有效工作的一个前提是，激光发射器要装在一个相对稳固的固定体上，比如桥墩上。同时激光发射器与这个个相对稳固的固定体之间，必须不能有相对运动。否则，两者之间的任何微小的相对运动，反映到激光接收器上，均会是一个经过放大的误差信号，所谓“失之毫厘，谬以千里”。另外，如果要使得激光发射器发出的激光束打在激光接收器的合适位置上，对激光发射器的空间位置和指向进行精细的调整也是一个关键步骤。

而对于大批量一次安装并长期无人值守的检测工作，特点是一次安装长期不动的，则非常强调安装调整简单可靠，并且能绝对保证激光发射器和激光接收器不能有任何的相对运动，安装时需要激光发射器发出激光能够准确调整定位到精确对中激光接收器的某一点，这一过程要简单实现，同时要求长期定位固定，中间不易受到桥梁过车等振动的影响而有丝毫移位，这在本领域是长期难以解决的难题。也就是说，现有技术中的三点定位和调整手段都是为当场检测服务的，精于调整精度和控制定位手段，而这些复杂的结构在大批量一次安装并长期无人值守的检测工作中并不适合，除调整繁琐外定位的长期锁定容易受到本身复杂结构的影响。

CN202304763U公开了一种光电式简则构件挠度测试仪，其对底板26的调整通过调平螺丝25，发射架架71上固定水平激光器21，发射架架71的调整依靠螺杆76，调整定位加入了很多运动部件，如马达减速器等，通过制动凸块制动。调整过程涉及多个部件的协调，很复杂，定位制动也不是绝对的可靠。而其是为某次单独的测量服务的，并不适用大批量一次安装长期不动的使用场合。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种固定安装方便，并方便精确地调整定位的激光发射器支架，适用于一次调整对中到位，长期不动的检测。

本发明是这样实现的，一种用于长期检测的激光发射器支架的安装结构，所述激光发射器支架通过所述安装结构长期地永久固定于被检测的固定建筑结构上，所述激光发射器支架包括底板、圆管和激光发射管，所述圆管一端焊接在所述底板大致中心位置，所述激光发射管固结于所述圆管中，所述底板为T形或Y形或十字形，在所述底板的三个或四个远端各开一安装孔，所述安装孔中固定有膨胀螺栓，所述膨胀螺栓具有膨胀端和调整端，所述膨胀端永久固定于被检测的固定建筑结构上，所述调整端穿过所述安装孔，并通过第一螺母、第二螺母夹紧在所述底板的两侧，在第二螺母外侧采用加强螺母拧紧强化，所述底板采用5mm以上厚度，所述底板和膨胀螺栓采用变形小的合金钢材料制成，所述安装结构相对于该被检测建筑结构的表面的形变在0.001～0.02mm之间。

进一步地，所述底板的最大轮廓尺寸落在一个直径10cm以上的包络圆以外。

进一步地，激光发射器支架底板所在平面与所述圆管之间的角度在75°～90°之间。

进一步地，配套的膨胀螺栓的螺纹规格在M4至M10之间，膨胀螺栓螺纹段在被检测的固定建筑结构的安装面露出的长度在3cm～10cm之间。

进一步地，所述底板(1)所在平面与所述圆管之间的角度在80°～90°之间。

一种如上所述激光发射器支架安装结构的安装调试方法，其特征在于：

(1)将激光发射器安放预期到激光点位置，并做好标记；

(2)以激光发射器支架底板为模板，用M10冲击钻打孔，深度大于膨胀螺栓膨胀端长度；

(3)将膨胀螺栓膨胀端用小榔头轻轻打入，用锁死螺母拧紧固定；

(4)在膨胀螺栓的调整端拧入加强螺母、第二螺母，将激光发射器支架底板套进膨胀螺栓的调整端，拧入第一螺母；

(5)同时调整各底板远端膨胀螺栓调整端的第一螺母、第二螺母使得激光发射器发出的光束对中到合适的位置后，将夹住激光发射器支架底板的第一螺母、第二螺母相对于底板拧紧，最后底板各远端同时拧紧加强螺母；

调整时，底板各远端同时先调整第二螺母，当调整定位使得激光发射器的发射精确定位在激光接收器的某一点时，然后同时旋紧底板各远端的第一螺母，使得第一螺母、支架底板和第二螺母相互之间成夹紧定位状态，最后底板各远端同时旋紧加强螺母，使得上述定位状态强化固定。

本发明将安装与调整结合在一起，具体是将安装螺栓和调整螺栓合二为一，创造性地将只用来固定用的膨胀螺栓的膨胀端用做支架的永久固定，而把膨胀螺栓的另一螺纹端结合螺母用作支架的调整和定位紧固，膨胀端具有永久定位支撑的作用，而另一端的螺纹和螺母具有在膨胀端永久定位后的微调整和最后的紧固定位作用，没有膨胀端的永久定位和膨胀螺杆的刚性支撑，则调整端调整好后会受外力如振动的影响而微量移位，影响测量误差；在膨胀端的永久定位的基础上，调整端的螺纹螺母使得三点定位调整变得简单，双螺母的临时定位方便了调整工序，在初步调整好后，位于支架两侧与支架直接接触的螺母最先紧固定位，然后同时旋紧三点的加强螺母，对最后的定位紧固也起到加强作用，也就是说膨胀螺栓的膨胀端和调整端与支架的相互组合使用，其组合后的调整及固定的技术效果比只用膨胀螺栓来固定的技术效果要更优越。本申请不需要水准泡，也不需调整到水平状态，一个发射架对应一个接收器，如此地一对一安装后，直接固定锁紧，长期不再调整。

除结构简单外，安装螺栓和调整螺栓合二为一，安装和调试一次完成，长期检测使用而变形量很小，控制在0.001～0.02mm之间。

附图说明

图1为本发明实施例激光发射器及其支架的示意图。

图2为本发明实施例激光发射器支架底板示意图。

图3为本发明实施例激光发射器支架及其安装方法的示意图。

图4为本发明实施例激光发射器支架安装螺母在膨胀螺栓螺纹段上的位置示意图。

图5为本发明实施例激光发射器支架用于检测安装的使用示意图。

上述图中的附图标记：

1底板，2圆管，3激光发射管，4安装孔，5膨胀螺栓

5.1膨胀端，5.2调整端，5.3第一螺母，5.4第二螺母，5.5加强螺母

a桥镦，b桥板，c激光发射器，d激光接收器

具体实施方式

以下实施例用来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、2所示，激光发射器及其支架的示意图。激光发射器支架底板基本形状是T形、Y形或者十字形，以方便快速调整激光发射器支架底板与焊接于其上的圆管之间的角度为原则。为使得对角度的精细调整变得相对容易，要求将激光发射器支架底板的尺寸做得足够大，其最大轮廓尺寸落在一个直径10cm以上的包络圆以外。

如图5所示，通过该支架，可以将激光发射器c长期固定安装于相对固定的位置，比如桥墩a等，作为一种局部基准，投射到激光接收器d上，以判断桥梁的变形，所述长期可以是一年以上的任何时间段，比如10年或50年。

在支架底板1的大致中心位置固结有一段圆管2，圆管内通过胶粘或钎焊的方式永久固定一个激光发射管3，圆管与激光发射器支架底板所在平面之间的角度角度要求不再严格控制在直角位置，而是可以控制在75度至90度之间。激光发射器支架底板的三个或四个远端各开有一个安装孔,用以穿过膨胀螺栓的螺纹段。所述底板1优选厚度为5mm以上不易形变的钢材制成。

如图3所示，上述激光发射器及其支架的安装调试方法为：将激光发射器支架1在三或四个点的位置通过膨胀螺栓5安装于桥墩或其它固定体上，配套的膨胀螺栓的螺纹规格在M4至M10之间，膨胀螺栓螺纹段在桥墩表面安装面露出的长度在3cm至10cm之间。通过前后调整几个膨胀螺栓螺纹段上的螺母，使得激光发射器支架底板保持在一个合适的空间位置和方向，进而使得激光发射器支架1上的圆管2段保持在一个合适的空间位置和方向，进而使得其中的激光发射器发出的光束打在远处的激光接收器的一个合适位置上，这样即使在远处的激光接收器与桥墩表面安装面的相对位置不理想的情况下，也可以使激光发射器得到一个合适的指向。

如图4所示，在激光发射器支架底板的远端的安装孔4，利用前后夹住的螺母调整并控制激光发射器支架底板的方位指向，使得对角度的精细调整变得相对容易。

本实施例中膨胀螺栓的螺纹与螺母的配合优选采用3A、3B的紧螺旋配合，并严格要求膨胀螺栓本身的材料选择变形小的合金材料制成。

本例中，激光发射器支架安装调试方法如下：

(1)将激光发射器安放预期到激光点位置，并做好标记；

(2)以激光发射器支架底板为模板，用M10冲击钻打孔，深度大于膨胀螺栓膨胀端长度；

(3)将膨胀螺栓的膨胀端5.1用小榔头轻轻打入，用锁死螺母拧紧固定；在锁死螺母外在补拧一个或两个螺母；

(4)在膨胀螺栓的调整端拧入加强螺母5.5、第二螺母5.4，将激光发射器支架底板套进膨胀螺栓的调整端5.2，拧入第一螺母5.3；

(5)调整三组膨胀螺栓调整端的第一螺母、第二螺母使得激光发射器发出的光束对到合适的位置后，将夹住激光发射器支架底板的前后螺母拧紧。

调整时，底板各远端同时先调整第二螺母，当调整定位使得激光发射器的发射精确定位在激光接收器的某一点时，然后同时旋紧底板各远端的第一螺母，使得第一螺母、支架底板和第二螺母相互之间成夹紧定位状态，最后底板各远端同时旋紧加强螺母，使得上述定位状态强化固定,使得上述定位状态强化固定，长期使用遇到外力如振动等的作用也不会改变其定位状态。

在经过申请人大量的试验验证，上述用于长期检测的激光发射器支架的安装结构经过5年以上，甚至10年以上的长期检测，经受一年四季的季节温度的影响，经受长期桥梁使用的车辆行驶的振动，所述安装结构的变形量在0.001～0.02mm之间。

本发明的关键在于将安装与调整结合在一起，具体是将安装螺栓和调整螺栓合二为一，创造性地将只用来固定用的膨胀螺栓的膨胀端用做支架的永久固定，而把膨胀螺栓的另一螺纹端结合螺母用作支架的调整和定位紧固，膨胀端具有永久定位支撑的作用，而另一端的螺纹和螺母具有在膨胀端永久定位后的微调整和最后的紧固定位作用，没有膨胀端的永久定位和膨胀螺杆的刚性支撑，则调整端调整好后会受外力如振动的影响而微量移位，影响测量误差；在膨胀端的永久定位的基础上，调整端的螺纹螺母使得三点定位调整变得简单，双螺母的临时定位方便了调整工序，在初步调整好后，位于支架两侧与支架直接接触的螺母最先紧固定位，然后同时旋紧三点的加强螺母，对最后的定位紧固也起到加强作用，也就是说膨胀螺栓的膨胀端和调整端与支架的相互组合使用，其组合后的调整及固定的技术效果远比只用膨胀螺栓来固定的技术效果要更优越。本申请结构简单，不需要水准泡，也不需调整到水平状态，一个发射架对应一个接收器，如此地一对一安装后，直接固定锁紧，长期固定不再调整。除结构简单外，安装螺栓和调整螺栓合二为一，安装和调试一次完成，长期检测使用而变形量很小，控制在0.001～0.02mm之间。

Claims (5)

1.一种用于长期检测的激光发射器支架安装结构的安装调试方法，所述激光发射器支架通过安装结构长期地永久固定于被检测的固定建筑结构上，所述激光发射器支架包括底板(1)、圆管(2)和激光发射管(3)，所述圆管一端焊接在所述底板大致中心位置，所述激光发射管(3)固结于所述圆管中，所述底板为T形或Y形或十字形，在所述底板的三个或四个远端各开一安装孔(4)，所述安装孔中固定有膨胀螺栓(5)，所述膨胀螺栓具有膨胀端(5.1)和调整端(5.2)，所述膨胀端永久固定于被检测的固定建筑结构上，所述调整端穿过所述安装孔，并通过第一螺母、第二螺母夹紧在所述底板的两侧，在第二螺母外侧采用加强螺母拧紧强化，所述底板采用5mm以上厚度，所述底板和膨胀螺栓采用变形小的合金钢材料制成，所述安装结构相对于该被检测建筑结构的表面的形变在0.001～0.02mm之间；其特征在于，

上述激光发射器支架安装结构的安装调试方法为：

(1)将激光发射器安放预期到激光点位置，并做好标记；

(2)以激光发射器支架底板为模板，用M10冲击钻打孔，深度大于膨胀螺栓膨胀端长度；

(3)将膨胀螺栓膨胀端用小榔头轻轻打入，用锁死螺母拧紧固定；

(4)膨胀螺栓的调整端拧入加强螺母(5.5)、第二螺母(5.4)，将激光发射器支架底板套进膨胀螺栓的调整端(5.2)，拧入第一螺母(5.3)；

(5)同时调整各底板远端膨胀螺栓调整端的第一螺母、第二螺母使得激光发射器发出的光束对中到合适的位置后，将夹住激光发射器支架底板的第一螺母、第二螺母相对于底板拧紧，最后底板各远端同时拧紧加强螺母；

调整时，底板各远端同时先调整第二螺母，当调整定位使得激光发射器的发射精确定位在激光接收器的某一点时，然后同时旋紧底板各远端的第一螺母，使得第一螺母、支架底板和第二螺母相互之间成夹紧定位状态，最后底板各远端同时旋紧加强螺母，使得上述定位状态强化固定。

2.如权利要求1所述的一种用于长期检测的激光发射器支架的安装结构的安装调试方法，其特征在于，

所述底板(1)的最大轮廓尺寸落在一个直径10cm以上的包络圆以外。

3.如权利要求1所述的一种用于长期检测的激光发射器支架的安装结构的安装调试方法，其特征在于，

激光发射器支架底板所在平面与所述圆管之间的角度在75°～90°之间。

4.如权利要求1所述的一种用于长期检测的激光发射器支架的安装结构的安装调试方法，其特征在于，

配套的膨胀螺栓的螺纹规格在M4至M10之间，膨胀螺栓螺纹段在被检测的固定建筑结构的安装面露出的长度在3cm～10cm之间。

5.如权利要求1所述的一种用于长期检测的激光发射器支架的安装结构的安装调试方法，其特征在于，

所述底板(1)所在平面与所述圆管之间的角度在80°～90°之间。