CN108562430B - 一种栏杆推力的现场试验系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种栏杆推力的现场试验系统和方法。其中的系统包括：钢绞线、多个滑轮、力传感器、荷载加载器和测距装置；至少N个滑轮依次与待测栏杆上预设的N个施力位置固定连接；至少N‑1个滑轮依次与固定物上预设的N‑1个滑轮固定点固定连接；钢绞线的起始端固定在固定物上预设的起始固定点上，其中段以折线方式依次穿过各个滑轮，其末端依次穿过力传感器和荷载加载器并固定在固定物上预设的末端固定点上；荷载加载器，用于在钢绞线上加载或卸载预设的荷载；力传感器，用于测量加载在钢绞线上的荷载；测距装置设置在预设的施力位置的一侧，用于测量预设的施力位置的水平位移。应用本发明可以方便、快捷地现场完成栏杆推力试验。

Description

一种栏杆推力的现场试验系统和方法

技术领域

本申请涉及土木工程中的结构检测试验技术领域，尤其涉及一种栏杆推力的现场试验系统和方法。

背景技术

在对民用建筑的连廊、桥梁、栈道等结构的竣工验收及安全性检测过程中，栏杆推力试验是一个必要的检测项目。由于一般栏杆所处的位置比较狭窄，或一侧悬空，或上下倾斜，因此检测空间受到很大限制，尤其针对超高层建筑增设的观光栈道、崖壁栈道护栏的检测等，现场实施较为困难，一般采用拉线、钢直尺等建议测量工具及方式。由于现场环境所限，特别是环境较为苛刻的高空、悬崖栈道护栏，存在仪表无法良好固定，钢板直尺人工测量存在很大误差等。

综上所述，目前的现有技术中尚无全面、系统、可靠且便于现场操作的栏杆现场推力试验方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种栏杆推力的现场试验系统和方法，从而可以方便、快捷地现场完成栏杆推力试验。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种栏杆推力的现场试验系统，该系统包括：钢绞线、多个滑轮、力传感器、荷载加载器和测距装置；

至少N个滑轮依次与待测栏杆上预设的N个施力位置固定连接；至少N-1个滑轮依次与固定物上预设的N-1个滑轮固定点固定连接；其中，N为大于1的整数；所述固定物位于所述待测栏杆的对侧；

所述钢绞线的起始端固定在所述固定物上预设的起始固定点上，其中段以折线方式依次穿过各个滑轮，其末端依次穿过力传感器和荷载加载器并固定在所述固定物上预设的末端固定点上；

所述荷载加载器，用于在所述钢绞线上加载或卸载预设的荷载；

所述力传感器，用于测量加载在所述钢绞线上的荷载；

所述测距装置设置在所述预设的施力位置的一侧，用于测量所述预设的施力位置的水平位移。

较佳的，所述N为3；

其中，第一滑轮、第三滑轮和第五滑轮依次与待测栏杆上预设的三个施力位置固定连接；第二滑轮和第四滑轮与固定物上预设的两个滑轮固定点固定连接。

较佳的，所述栏杆推力的现场试验系统中设置有多个测距装置；

其中，每个所述测距装置包括：支架和测距仪；

所述支架设置在所述预设的施力位置的一侧；

所述测距仪设置在所述支架的顶部，所述测距仪的高度与待测栏杆上的施力位置的高度相同。

较佳的，所述测距仪为电子数显百分表。

较佳的，所述栏杆推力的现场试验系统还进一步包括：电阻应变仪；

所述电阻应变仪与所述力传感器连接，用于显示和/或读取所述力传感器测量得到的加载在所述钢绞线上的荷载。

较佳的，所述荷载加载器为倒链。

本发明中还提供了一种栏杆推力的现场试验方法，该方法包括：

将至少N个滑轮依次与待测栏杆上预设的N个施力位置固定连接；将至少N-1个滑轮依次与固定物上预设的N-1个滑轮固定点固定连接；其中，N为大于1的整数；所述固定物位于所述待测栏杆的对侧；

将钢绞线的起始端固定在所述固定物上预设的起始固定点上，将钢绞线的中段以折线方式依次穿过各个滑轮，并将钢绞线的末端依次穿过力传感器和荷载加载器并固定在所述固定物上预设的末端固定点上；

使用荷载加载器在钢绞线上加载荷载，并通过力传感器测量加载在该钢绞线上的荷载，再根据力传感器测量的荷载值对荷载加载器进行控制，使得该钢绞线上被加载上预设的荷载；

当达到预设的荷载时，持荷稳定预设时长之后，再测量并记录所述预设的施力位置的水平位移。

较佳的，所述N的取值为3；

将第一滑轮、第三滑轮和第五滑轮依次与待测栏杆上预设的三个施力位置固定连接；并将第二滑轮和第四滑轮与固定物上预设的两个滑轮固定点固定连接。

较佳的，预先在所述预设的施力位置的一侧设置测距装置，再通过该测距装置测量所述预设的施力位置的水平位移。

较佳的，所述栏杆推力的现场试验方法还进一步包括：

当加载荷载的过程完成后，使用荷载加载器将钢绞线上的荷载分级卸载至0荷载，稳定预设时长后再通过测距装置测量并记录待测栏杆的残余变形。

如上可见，在本发明中的栏杆推力的现场试验系统和方法中，由于使用了多个滑轮、钢绞线、力传感器、荷载加载器和测距装置，使用滑轮连接待测栏杆上的多个施力位置和固定物上的滑轮固定点，并使用钢绞线以折线方式依次穿过各个滑轮，将力传感器和荷载加载器也穿设在钢绞线上，并可通过荷载加载器在钢绞线上加载荷载，再根据力传感器测量的荷载值对荷载加载器进行控制，使得该钢绞线上被加载上预设的荷载，然后再通过测距装置测量并记录所述预设的施力位置的水平位移，从而可方便、快捷地现场完成栏杆推力试验，系统地解决了存在检测难度的栏杆现场试验方法，使得检测人员可以很方便地进行栏杆推力试验，并准确测得到栏杆挠度变形情况。

附图说明

图1为本发明实施例中的栏杆推力的现场试验系统的结构示意图。

图2为本发明实施例中的栏杆推力的现场试验方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中的栏杆推力的现场试验系统的结构示意图。如图1所示，该栏杆推力的现场试验系统包括：钢绞线11、多个滑轮12、力传感器13、荷载加载器14和测距装置15；

至少N个滑轮依次与待测栏杆10上预设的N个施力位置101固定连接；至少N-1个滑轮依次与固定物16上预设的N-1个滑轮固定点601固定连接；其中，N为大于1的整数；所述固定物16位于所述待测栏杆10的对侧；

所述钢绞线11的起始端固定在所述固定物16上预设的起始固定点602上，其中段以折线方式依次穿过各个滑轮，其末端依次穿过力传感器13和荷载加载器14并固定在所述固定物16上预设的末端固定点603上；

所述荷载加载器14，用于在所述钢绞线11上加载或卸载预设的荷载；

所述力传感器13，用于测量加载在所述钢绞线11上的荷载；

所述测距装置15设置在所述预设的施力位置101的一侧，用于测量所述预设的施力位置101的水平位移。

在安装好上述栏杆推力的现场试验系统之后，可以使用荷载加载器在钢绞线上加载荷载，并通过力传感器测量加载在该钢绞线上的荷载，再根据力传感器测量的荷载值对荷载加载器进行控制，使得该钢绞线上被加载上预设的荷载。当达到预设的荷载时，持荷稳定预设时长之后，再通过测距装置测量并记录所述预设的施力位置的水平位移。

因此可知，通过使用上述的栏杆推力的现场试验系统，即可方便、快捷地现场完成栏杆推力试验。

另外，在本发明的一个较佳的具体实施例中，可以将在钢绞线上加载荷载的过程分为M级加载过程，其中，第K级加载过程所加载的荷载为预设的最大荷载的K/M；M为大于1的整数，且1≤K≤M。

在上述的M级加载过程中，对于每级加载过程，当达到预设的每级荷载时，都持荷稳定预设时长(例如，10分钟)，然后再通过测距装置测量并记录待测栏杆上预设的施力位置的水平位移的数值。另外，在达到预设的最大荷载时，还可以观察待测栏杆的变形及外观损坏情况。

另外，在本发明的较佳的具体实施例中，当上述的加载过程完成后，还可使用荷载加载器将钢绞线上的荷载卸载(或分级卸载)至0荷载，稳定预设时长后再通过测距装置测量并记录待测栏杆的残余变形。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述荷载加载器可以是倒链，也可以是其它的可在钢绞线上加载或卸载荷载的设备。

另外，在本发明的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置N和M的数值。

例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述M的取值可以为4，也可以是其他的数值。

当M的取值为4时，相邻两级加载过程的加载力的差值为预设的最大荷载的25％。另外，在本发明的技术方案中，所述最大荷载可以根据待测栏杆的跨度和对应规范要求预先通过计算得到。

另外，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述N的取值可以为3，也可以为2、4或其他数值。

以下将以N的取值是3为例，通过一个具体的实施例对本发明的技术方案进行更为详细的介绍。

例如，如图1所示，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述N为3；

其中，第一滑轮21、第三滑轮23和第五滑轮25依次与待测栏杆上预设的三个施力位置固定连接；第二滑轮22和第四滑轮24与固定物上预设的两个滑轮固定点固定连接。

在上述的具体实施例中，由于待测的栏杆一般为纵向连续整体，因此，为了减少相邻栏杆对测试栏杆的约束影响作用，栏杆推力试验一般可以选用连续三跨栏杆，同时进行检测，从而可以减少栏杆整体性的影响，得到比较可靠的检测结果。另外，当待测栏杆超过三跨时或钢绞线的长度较大时，还可以根据实际应用情况的需要，对力值的损耗进行测试。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述栏杆推力的现场试验系统中设置有多个测距装置15；

其中，每个所述测距装置15包括：支架51和测距仪52；

所述支架51设置在所述预设的施力位置101的一侧；

所述测距仪52设置在所述支架51的顶部，所述测距仪52的高度与待测栏杆10上的施力位置101的高度相同。

通过上述的多个测距装置，可以测量多个施力位置的水平位移，从而可以更好地完成栏杆推力试验。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述测距仪可以是电子数显百分表，也可以是其他的测距设备。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述栏杆推力的现场试验系统还进一步包括：电阻应变仪17；

所述电阻应变仪17与所述力传感器13连接，用于显示和/或读取所述力传感器13测量得到的加载在所述钢绞线11上的荷载。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述固定物16可以是位于待测栏杆的对侧的栏杆、墙体、岩壁等固定物体。

此外，在本发明的技术方案中，基于上述的栏杆推力的现场试验系统，还提出了一种栏杆推力的现场试验方法。

图2为本发明实施例中的栏杆推力的现场试验方法的流程图。如图2所示，本发明实施例中的栏杆推力的现场试验方法包括如下步骤：

步骤21，将至少N个滑轮依次与待测栏杆上预设的N个施力位置固定连接；将至少N-1个滑轮依次与固定物上预设的N-1个滑轮固定点固定连接。

其中，N为大于1的整数；所述固定物位于所述待测栏杆的对侧。

在本发明的技术方案中，可以根据实际应用情况的需要，预先设置N的数值。

例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述N的取值为3，将第一滑轮、第三滑轮和第五滑轮依次与待测栏杆上预设的三个施力位置固定连接；并将第二滑轮和第四滑轮与固定物上预设的两个滑轮固定点固定连接。

当然，在本发明的技术方案中，所述N的取值也可以为2、4或其他数值，具体的实现方式可参照上述N为3的情况，在此不再一一赘述。

步骤22，将钢绞线的起始端固定在所述固定物上预设的起始固定点上，将钢绞线的中段以折线方式依次穿过各个滑轮，并将钢绞线的末端依次穿过力传感器和荷载加载器并固定在所述固定物上预设的末端固定点上。

例如，当所述N的取值为3时，可以先将钢绞线的起始端固定在所述固定物上预设的起始固定点上，然后将钢绞线的中段以折线方式依次穿过第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮和第五滑轮，再将钢绞线的末端依次穿过力传感器和荷载加载器并固定在所述固定物上预设的末端固定点上。

当所述N的取值为其它值时，可以根据上述N为3的情况，依此类推，因此在此不再一一赘述。

步骤23，使用荷载加载器在钢绞线上加载荷载，并通过力传感器测量加载在该钢绞线上的荷载，再根据力传感器测量的荷载值对荷载加载器进行控制，使得该钢绞线上被加载上预设的荷载。

步骤24，当达到预设的荷载时，持荷稳定预设时长之后，再测量并记录所述预设的施力位置的水平位移。

例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，可以预先在所述预设的施力位置的一侧设置测距装置，再通过该测距装置测量所述预设的施力位置的水平位移。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，可以预先设置多个测距装置；

其中，每个所述测距装置包括：支架和测距仪；

所述支架设置在所述预设的施力位置的一侧；

所述测距仪设置在所述支架的顶部，所述测距仪的高度与待测栏杆上的施力位置的高度相同。

通过上述的多个测距装置，可以测量多个施力位置的水平位移，从而可以更好地完成栏杆推力试验。

通过上述的步骤21～24，即可方便、快捷地现场完成栏杆推力试验。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，可以将在钢绞线上加载荷载的过程分为M级加载过程，其中，第K级加载过程所加载的荷载为预设的最大荷载的K/M；M为大于1的整数，且1≤K≤M。

在上述的M级加载过程中，对于每级加载过程，都可执行一次上述的步骤23～24，即当达到预设的每级荷载时，都持荷稳定预设时长(例如，10分钟)，然后再通过测距装置测量并记录待测栏杆上预设的施力位置的水平位移的数值。另外，在达到预设的最大荷载时，还可以观察待测栏杆的变形及外观损坏情况。

例如，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述M的取值可以为4，也可以是其他的数值。

当M的取值为4时，相邻两级加载过程的加载力的差值为预设的最大荷载的25％。另外，在本发明的技术方案中，所述最大荷载可以根据待测栏杆的跨度和对应规范要求预先通过计算得到。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述栏杆推力的现场试验方法还可以进一步包括：当加载荷载的过程完成后，还可使用荷载加载器将钢绞线上的荷载分级卸载至0荷载，稳定预设时长后再通过测距装置测量并记录待测栏杆的残余变形。

综上所述，在本发明的技术方案中，由于使用了多个滑轮、钢绞线、力传感器、荷载加载器和测距装置，使用滑轮连接待测栏杆上的多个施力位置和固定物上的滑轮固定点，并使用钢绞线以折线方式依次穿过各个滑轮，将力传感器和荷载加载器也穿设在钢绞线上，并可通过荷载加载器在钢绞线上加载荷载，再根据力传感器测量的荷载值对荷载加载器进行控制，使得该钢绞线上被加载上预设的荷载，然后再通过测距装置测量并记录所述预设的施力位置的水平位移，从而可方便、快捷地现场完成栏杆推力试验，系统地解决了存在检测难度的栏杆现场试验方法，使得检测人员可以很方便地进行栏杆推力试验，并准确测得到栏杆挠度变形情况。另外，本发明中的栏杆推力的现场试验系统和方法简单、方便、可靠、适用性广，可以应用于很多应用场景，例如，崖栈道护栏、超高层玻璃栈道护栏等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种栏杆推力的现场试验系统，其特征在于，该系统包括：钢绞线、多个滑轮、力传感器、荷载加载器和测距装置；

至少N个滑轮依次与待测栏杆上预设的N个施力位置固定连接；至少N-1个滑轮依次与固定物上预设的N-1个滑轮固定点固定连接；其中，N为大于1的整数；所述固定物位于所述待测栏杆的对侧；

所述钢绞线的起始端固定在所述固定物上预设的起始固定点上，其中段以折线方式依次穿过各个滑轮，其末端依次穿过力传感器和荷载加载器并固定在所述固定物上预设的末端固定点上；

所述荷载加载器，用于在所述钢绞线上加载或卸载预设的荷载；

所述力传感器，用于测量加载在所述钢绞线上的荷载；

所述测距装置设置在所述预设的施力位置的一侧，用于测量所述预设的施力位置的水平位移。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述N为3；

其中，第一滑轮、第三滑轮和第五滑轮依次与待测栏杆上预设的三个施力位置固定连接；第二滑轮和第四滑轮与固定物上预设的两个滑轮固定点固定连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述栏杆推力的现场试验系统中设置有多个测距装置；

其中，每个所述测距装置包括：支架和测距仪；

所述支架设置在所述预设的施力位置的一侧；

所述测距仪设置在所述支架的顶部，所述测距仪的高度与待测栏杆上的施力位置的高度相同。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述测距仪为电子数显百分表。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述栏杆推力的现场试验系统还进一步包括：电阻应变仪；

所述电阻应变仪与所述力传感器连接，用于显示和/或读取所述力传感器测量得到的加载在所述钢绞线上的荷载。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述荷载加载器为倒链。

7.一种栏杆推力的现场试验方法，其特征在于，该方法包括：

将至少N个滑轮依次与待测栏杆上预设的N个施力位置固定连接；将至少N-1个滑轮依次与固定物上预设的N-1个滑轮固定点固定连接；其中，N为大于1的整数；所述固定物位于所述待测栏杆的对侧；

将钢绞线的起始端固定在所述固定物上预设的起始固定点上，将钢绞线的中段以折线方式依次穿过各个滑轮，并将钢绞线的末端依次穿过力传感器和荷载加载器并固定在所述固定物上预设的末端固定点上；

使用荷载加载器在钢绞线上加载荷载，并通过力传感器测量加载在该钢绞线上的荷载，再根据力传感器测量的荷载值对荷载加载器进行控制，使得该钢绞线上被加载上预设的荷载；

当达到预设的荷载时，持荷稳定预设时长之后，再测量并记录所述预设的施力位置的水平位移。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述N的取值为3；

将第一滑轮、第三滑轮和第五滑轮依次与待测栏杆上预设的三个施力位置固定连接；并将第二滑轮和第四滑轮与固定物上预设的两个滑轮固定点固定连接。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

预先在所述预设的施力位置的一侧设置测距装置，再通过该测距装置测量所述预设的施力位置的水平位移。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述栏杆推力的现场试验方法还进一步包括：

当加载荷载的过程完成后，使用荷载加载器将钢绞线上的荷载分级卸载至0荷载，稳定预设时长后再通过测距装置测量并记录待测栏杆的残余变形。