CN109798869B - 一种测量桥头跳车高差分布的装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量桥头跳车高差分布的装置及其工作方法，包括移动底座和设在移动底座上的定向轮，移动底座上设有用于反馈路面起伏程度的测量部分、用于放大测量部分输出信号的放大部分和用于记录放大部分输出信号的记录部分。测量部分包括固定在移动底座上的支架、垂直固定在支架上的滑套、与滑套滑动连接的滑轴和设在滑轴下端的滚轮。放大部分包括设在移动底座上的立柱、铰接在立柱上的连梁、设在移动底座上的滑柱和与滑柱滑动连接的卡座。使用时推动本发明沿着测量路线前进，改路线上桥头与路面的高度差值就能够被全部记录下来，具有操作简单，数据采集全面和采集速度快的特点。

Description

一种测量桥头跳车高差分布的装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及桥头跳车数据采集的技术领域，尤其是涉及一种测量桥头跳车高差分布的装置及其工作方法。

背景技术

桥头跳车，是由于公路桥头及伸缩缝(桥头引道)处的差异沉降或伸缩缝破坏而使路面纵坡出现台阶引起车辆通过时产生跳跃的现象。

路面在台背回填处出现不同程度的沉降断裂(沉降值一般为10～30cm，有的甚至超过60cm)，使车辆通过时产生跳跃和冲击，从而对桥涵和路面造成附加的冲击荷载，使司机和乘客感到颠簸不适，甚至造成车辆大幅度减速，严重的可导致交通事故(特别是车辆机械事故)。因此，桥头跳车问题已成为高等级公路的工程质量和造价的重要影响因素。

引起桥头跳车的主要原因有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等。就城市道路路况而言，主要是柔性道路与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降，产生错台所致。桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异，且桥头连接处受力时易形成集中应力。在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下，桥梁与道路同时发生沉降，但两者的沉降量有很大差异，道路的沉降量远大于桥梁的沉降量，形成错台，导致行车时发生桥头跳车。

传统的桥头跳车测量方式大都基于道路平整度的测量方法，如三米直尺法、水准仪测量法、连续平整度仪、颠簸累积仪等等，这些测量方法普遍存在测量速度慢和测量成本高的问题，尤其是连续平整度仪和颠簸累积仪等设备价格昂贵，维护成本高，只有在部分重要公路测量时才会使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量速度快，使用成本低的测量桥头跳车高差分布的装置及其工作方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种测量桥头跳车高差分布的装置，包括移动底座和设在移动底座上的定向轮；所述移动底座上设有用于反馈路面起伏程度的测量部分、用于放大测量部分输出信号的放大部分和用于记录放大部分输出信号的记录部分；

所述测量部分包括固定在移动底座上的支架、垂直固定在支架上的滑套、与滑套滑动连接的滑轴和设在滑轴下端的滚轮。

通过采用上述技术方案，测量时滚轮贴在桥头或者路面上，前进的过程中随着桥头或者路面移动，滚轮在垂直方向上移动时带动滑轴一起移动。该过程中放大部分将滑轴的移动距离进行放大处理，然后由记录部分将放大后的滑轴的移动距离记录下来，随着移动底座的前进，移动距离上桥头与路面之间的高度差值被全部采集。测量过程中工作人员只需要推动移动底座前进就能够完成测量工作，这种测量方式操作简单，测量速度快，并且能够采集移动路线上的全部数据，在提高测量效率的同时能够更加全面的了解桥头和路面的沉降情况。

本发明进一步设置为：所述放大部分包括设在移动底座上的立柱、铰接在立柱上的连梁、设在移动底座上的滑柱和与滑柱滑动连接的卡座；

所述连梁的两端均设有长槽；

所述卡座上设有短杆A；所述滑轴上设有短杆B；所述短杆A位于其中一个所述长槽内；所述短杆B位于另外一个所述长槽内。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种放大部分的具体结构，工作过程中连梁随着滑轴在垂直方向上的移动而摆动。连梁两端的摆动频率相同，摆动幅度不同，因此能够同步将滑轴在垂直方向上的距离成倍放大，可以将桥头与路面之间微小的高度差也记录下来，能够有效提高测量精度。

本发明进一步设置为：所述记录部分包括设在移动底座上的测试台、设在测试台上的固定杆、与固定杆转动连接的转动杆。

通过采用上述技术方案，套在转动杆上的记录纸能够随着移动底座的移动被拉出，桥头与路面相对高度的差值可以同步记录在记录纸上。

本发明进一步设置为：还包括张力调整部分；

所述张力调整部分包括设在测试台上的调整架、铰接在调整架上的压板和设在压板另一端的调整螺栓；

所述调整螺栓的螺杆拧在调整架上的螺纹孔内。

通过采用上述技术方案，转动调整螺栓时，压板随之发生转动，其与转动杆之间的摩擦力也会发生改变，这样能够调整转动杆的转动速度，进而改变记录纸上的张力，使其拉出速度与移动底座的移动速度匹配，能够保证记录的准确性。

本发明进一步设置为：还包括铰接在滑轴上的握杆和与滑轴转动连接的转环；

所述短杆B固定在转环上。

通过采用上述技术方案，测量过程中，工作人员通过转动握杆，能够使滑轴下端滚轮的转动方向发生改变，这样避开其前进方向上的坑洞，避免在测量记录上出现因剧烈波动导致的异常数据。

本发明进一步设置为：还包括设在测试台上的导向板和开在导向板上的导向槽。

通过采用上述技术方案，从转动杆上拉出的记录纸穿过导向板上的导向槽后再固定到后方的的固定装置上，这样转动杆和导向板之间的记录纸在工作过程中不会发生波动，能够提高记录的准确性。

本发明进一步设置为：还包括设在测试台上的回收装置；

所述回收装置包括设在测试台上的立板、与立板滑动连接的滑板、设在滑板上的回收电机和设在测试台与滑板之间的复位弹簧；

所述转动杆上开有与回收电机输出轴相匹配的连接孔。

通过采用上述技术方案，测量完成后，向下推动电机，使其输出轴插到转动杆上的连接孔内，电机转动的同时带动转动杆转动，能够使被拉出的记录纸重新缠绕到转动杆上，这样能够大幅度缩短记录纸的回收时间。

本发明进一步设置为：所述移动底座上设有用于驱动定向轮转动的驱动电机和与驱动电机连接的蓄电池；

所述驱动电机与蓄电池之间设有开关。

通过采用上述技术方案，蓄电池向驱动电机输出功率，驱动电机工作并通过定向轮带动移动底座向前运动，这样工作人员不需要再推动移动底座，工作强度进一步降低，测量效率进一步提高。

一种测量桥头跳车高差分布的工作方法，包括以下步骤：

将记录纸缠绕在转动杆上，将记录笔固定在卡座上；

将移动底座和滚轮分别放置在桥头和路面上；

将记录纸的一端固定在起始位置；

推动移动底座沿着测量路线前进，该过程中滚轮在竖直方向上的移动经过放大部分后由记录笔记录在记录纸上；

移动底座移动到测量路线的终点后停止，将记录纸重新缠绕到转动杆上并取下。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种测量桥头跳车高差分布的工作方法，使用这种方法进行测量时，工作人员仅需要推动移动底座沿着沿着测量路线前进就能够完成测量，操作步骤少，操作难度低，能够有效的缩短测量时间，提高测量效率。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.本发明采用了一种新的测量方式。测量过程中，移动底座和滚轮分别位于桥头和路面上，前进过程中，二者在垂直方向上的相对高度差随着前进发生改变。放大部分将该差值放大，用以提高测量精度，最后由记录部分将其记录下来。该测量过程能够将移动底座移动路线上桥头和路面的高度差全部记录下来，可以更加全面的反应移动路线上桥头和路面之间的高度差值，数据采集更加全面，避免了三米直尺法和水准仪测量法等方法中多点采集时数据少的问题。

2.本发明在测量过程中沿着测量路线前进，该过程中工作人员只需要跟随前进即可，整个测量工作过程中工作人员的工作量非常小，工作内容简单，操作难度低，能够有效缩短测量时间，提高检测效率。

3.测量过程中，连梁随着滑轴在竖直方向上的移动而摆动，其两端摆动的角度和频率相同，摆动幅度不同，这样能够将滑轴在竖直方向上的移动距离放大，微小的移动也能够被记录下来，数据采集精度更高。

4.测量完成后，推动回收电机与转动杆连接，回收电机转动时带动转动杆转动，能够使测量过程中拉出的记录纸重新缠绕到转动杆上，回收速度更快，避免了人工回收时回收速度慢和记录纸容易缠绕到一起等问题。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的放大部分的立体结构示意图。

图3是本发明的记录部分的立体结构示意图。

图4是图3中A部分的局部放大示意图。

图5是本发明的导向板的结构示意图。

图6是本发明中驱动电机、蓄电池和开关的连接框图。

图中，11、移动底座12、定向轮；21、支架；22、滑套；23、滑轴；24、滚轮；31、立柱；32、连梁；33、滑柱；34、卡座；35、长槽；36、短杆A；37、短杆B；41、测试台；42、固定杆；43、转动杆；44、调整架；45、压板；46、调整螺栓；47、导向板；48、导向槽；51、握杆；52、转环；61、立板；62、滑板；63、回收电机；64、复位弹簧；65、连接孔；71、驱动电机；72、蓄电池；73、开关。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本发明公开的一种测量桥头跳车高差分布的装置，包括移动底座11和设在其上的测量部分、放大部分和记录部分。

移动底座11上安装有四个定向轮12，具体的连接方式为：移动底座11的底面上安装有两组共计四个轴承座，每组轴承座上连接有一根转动轴，四个定向轮12分别安装在两根传动轴的两端。驱动电机71安装在移动底座11的表面上，其输出轴上安装有一个驱动齿轮，其中一个转动轴上安装有一个被动齿轮，驱动齿轮与被动齿轮啮合，驱动电机71工作时，通过驱动齿轮、被动齿轮和转动轴带动定向轮12转动，进而驱动移动底座11移动。当然驱动齿轮与被动齿轮等也可以换成蜗轮蜗杆减速机或者小型齿轮箱等。

测量部分中的支架21焊接或者螺栓连接在移动底座11上，滑套22固定在支架21上，其轴线垂直于移动底座11的上表面。滑轴23位于滑套22内，能够在竖直方向上自由滑动。滚轮24安装在滑轴23的下端。握杆51铰接在滑轴23的上端，转动握杆51时，能够带动滑轴23转动。滑轴23靠近握杆51的一端上安装有轴承，转环52套在该轴承上，能够自由转动。

放大部分中的立柱31和滑柱33均固定在移动底座11上，连梁32铰接在立柱31上，卡座34套在滑柱33上。短杆A36固定在卡座34上，短杆B37固定在转环52上，连梁32的两端均开有一个长槽35，这两个长槽35分别套在短杆A36和短杆B37上。滑轴23在竖直方向上移动时，能够通过连梁32带动卡座34在滑柱33上滑动。

参照图3和图4，记录部分中的测试台41固定在移动底座11上，固定杆42固定在测试台41上，转动杆43套在固定杆42上，能够自由转动，其上端开有一个连接孔65。调整架44同样固定在测试台41上，其上端铰接有压板45，压板45的另一端上开有一个螺纹孔，调整螺栓46拧在该螺纹孔内，其螺杆拧在调整架44上的螺纹孔内。转动调整螺栓46螺栓时，能够改变压板45与转动杆43之间的摩擦力，进而改变转动杆43的转动速度。导向板47垂直固定在测试台41上，其上开有一个导向槽48。

立板61垂直固定在测试台41上，滑板62与立板61滑动连接，能够自由滑动，回收电机63固定安装在滑板62上，复位弹簧64位于测试台41与滑板62之间，其两端分别与相邻的测试台41与滑板62固定连接。工作时，推动滑板62向靠近转动杆43的方向移动，回收电机63的输出轴插入到转动杆43上的连接孔65上后停止。回收电机63工作时，其输出轴带动转动杆43转动，不工作时，复位弹簧64将滑板62推回原位，回收电机63的输出轴与连接孔65分离。

参照图5，导向板47上开有一个导向槽48。

参照图1和图6，蓄电池72同样放置在移动底座11上，其输入端和输出端与驱动电机71上的连接端连接。开关73安装在蓄电池72与驱动电机71的其中一路连接电路上，开关73闭合时，电路接通，驱动电机71开始工作，测量完成后，开关73断开，驱动电机71停止工作。

本实施例的实施原理为：

根据测量距离选取合适长度的记录纸，将其一端用胶水或者透明胶等粘贴在转动杆43的外壁上，然后将其缠绕到转动杆43上。缠绕完成后，拉动记录纸并适当转动调整螺栓46，改变压板45与转动杆43之间的压力，使记录纸能够以合适的速度被拉出。然后将记录笔固定到卡座34内并调整其位置，记录笔的笔尖与记录纸接触后停止。

将移动底座11和滚轮24分别放置到桥头和路面上，然后将记录纸拉出合适的长度，穿过导向板47上的导向槽48后将该端固定在桥头上。这样记录纸位于导向板47和转动杆43之间的部分相对于移动底座不发生改变，能够使记录笔在其上留下连续的痕迹。接着闭合开关73，驱动电机71与蓄电池72之间的电路接通，驱动电机71开始工作。驱动电机71工作时通过定向轮12推动移动底座11向前移动。

移动过程中，移动底座11和滚轮24均随着桥头或者路面的起伏运动，二者之间的高度差就是桥头与路面之间的高度差。为了描述的更加方便，将移动底座11在竖直方向上的移动转移到滚轮24上。该过程中，滚轮24在竖直方向上随着桥头或者路面的起伏在竖直方向上移动，滚轮24在移动的同时推动滑轴23在滑套22内滑动。滑轴23滑动时，安装在其上的转环52和固定在转环52上的短杆B37也随之移动。短杆B37移动时带动连梁32摆动，连接在连梁32另一端的卡座34也会在滑柱33上滑动。卡座34摆动时，记录笔随着卡座34在竖直方向上摆动，此时记录纸随着移动底座11的前进被缓慢拉出，记录笔的移动轨迹通过笔尖留在记录纸上。

该过程中，工作人员握住握杆51，并根据桥头或者路面的实际情况进行转动，当遇到塌陷等路障时适当的转动握杆51，使滑轴23转动，滑轴23转动时滚轮24的滚动方向同时发生改变，能够绕开其前进路线上的塌陷等路障。同时当测量轨迹不是直线时，也需要适当的转动握杆51，此时滚轮24的滚动方向发生改变并会同时通过滑轴23、滑套22和支架21向移动底座11施加一个拉力，改变其移动方向。

测量完成后，关闭开关73，驱动电机71停止工作。此时推动滑板62向靠近测试台41的方向移动，使回收电机63的输出轴插入到转动杆43上的连接孔65内并取下卡座34内的记录笔。接着回收电机63工作，带动转动杆43向与其工作过程中旋向相反的方向转动，移动底座11后方的记录纸重新缠绕到转动杆43上。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测量桥头跳车高差分布的装置，包括移动底座（11）和设在移动底座（11）上的定向轮（12）；其特征在于：所述移动底座（11）上设有用于反馈路面起伏程度的测量部分、用于放大测量部分输出信号的放大部分和用于记录放大部分输出信号的记录部分；

所述测量部分包括固定在移动底座（11）上的支架（21）、垂直固定在支架（21）上的滑套（22）、与滑套（22）滑动连接的滑轴（23）和设在滑轴（23）下端的滚轮（24）；

所述放大部分包括设在移动底座（11）上的立柱（31）、铰接在立柱（31）上的连梁（32）、设在移动底座（11）上的滑柱（33）和与滑柱（33）滑动连接的卡座（34）；

所述连梁（32）的两端均设有长槽（35）；

所述卡座（34）上设有短杆A（36）；所述滑轴（23）上设有短杆B（37）；所述短杆A（36）位于其中一个所述长槽（35）内；所述短杆B（37）位于另外一个所述长槽（35）内。

2.根据权利要求1所述的一种测量桥头跳车高差分布的装置，其特征在于：所述记录部分包括设在移动底座（11）上的测试台（41）、设在测试台（41）上的固定杆（42）、与固定杆（42）转动连接的转动杆（43）。

3.根据权利要求2所述的一种测量桥头跳车高差分布的装置，其特征在于：还包括张力调整部分；

所述张力调整部分包括设在测试台（41）上的调整架（44）、铰接在调整架（44）上的压板（45）和设在压板（45）另一端的调整螺栓（46）；

所述调整螺栓（46）的螺杆拧在调整架（44）上的螺纹孔内。

4.根据权利要求1所述的一种测量桥头跳车高差分布的装置，其特征在于：还包括铰接在滑轴（23）上的握杆（51）和与滑轴（23）转动连接的转环（52）；

所述短杆B（37）固定在转环（52）上。

5.根据权利要求2所述的一种测量桥头跳车高差分布的装置，其特征在于：还包括设在测试台（41）上的导向板（47）和开在导向板（47）上的导向槽（48）。

6.根据权利要求5所述的一种测量桥头跳车高差分布的装置，其特征在于：还包括设在测试台（41）上的回收装置；

所述回收装置包括设在测试台（41）上的立板（61）、与立板（61）滑动连接的滑板（62）、设在滑板（62）上的回收电机（63）和设在测试台（41）与滑板（62）之间的复位弹簧（64）；

所述转动杆（43）上开有与回收电机（63）输出轴相匹配的连接孔（65）。

7.根据权利要求1所述的一种测量桥头跳车高差分布的装置，其特征在于：所述移动底座（11）上设有用于驱动定向轮（12）转动的驱动电机（71）和与驱动电机（71）连接的蓄电池（72）；

所述驱动电机（71）与蓄电池（72）之间设有开关（73）。

8.根据权利要求2所述的一种测量桥头跳车高差分布的装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

a） 将记录纸缠绕在转动杆（43）上，将记录笔固定在卡座（34）上；

b） 将移动底座（11）和滚轮（24）分别放置在桥头和路面上；

c） 将记录纸的一端固定在起始位置；

d） 推动移动底座（11）沿着测量路线前进，该过程中滚轮（24）在竖直方向上的移动经过放大部分后由记录笔记录在记录纸上；

e） 移动底座（11）移动到测量路线的终点后停止，将记录纸重新缠绕到转动杆（43）上并取下。

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