CN110863425A - 一种桥体结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种桥体结构，包括桥墩和通过橡胶支座支撑于所述桥墩上的用于车辆沿前后方向行走的桥梁板，所述桥墩与桥梁板之间设置有一个或两个以上的拉绳位移传感器，拉绳位移传感器包括传感器壳体和拉绳，拉绳、传感器壳体的其中一个与所述桥梁板相连，另外一个与所述桥墩相连。在车辆通过桥梁板上侧时，桥梁板属于刚性件自身不会产生变形，受车辆重量影响，橡胶支座锤产生竖向的压缩弹性变形，拉绳位移传感器的拉绳收缩，拉绳位移传感器测得橡胶支座的竖向的弹性变形量X，根据胡克定律，可以计算出桥梁上侧车辆的重量F，F=K*X公式中K表示橡胶支座的弹性系数。

Description

一种桥体结构
技术领域
本发明涉及桥梁安全技术领域，尤其涉及一种能够检测桥梁运营状况的桥体结构。
背景技术
2019年10月10日，江苏境内312过道无锡段路发生桥面侧翻，事故造成3人死亡，两人受伤，据后续事故分析，是由于运输车辆的超载所致。在过去二十年，因超载所致的大型桥面坍塌事故有二十余起，并非罕见。超载车辆行驶在桥梁的一侧，会对桥梁产生其设计极限外的变形，安全事故进而形成，究其根本原因是现有桥梁缺乏对相应变形的测量手段，比如说无法检测其上方车辆的重量、无法检测其自身的俯仰变形、扭转变形等力学性能。
发明内容
本发明的目的在于可以检测桥梁上侧通过车辆的重量的桥体结构。
为解决上述技术问题，本发明中的技术方案如下：
一种桥体结构，包括桥墩和通过橡胶支座支撑于所述桥墩上的用于车辆沿前后方向行走的桥梁板，所述桥墩与桥梁板之间设置有一个或两个以上的拉绳位移传感器，拉绳位移传感器包括传感器壳体和拉绳，拉绳、传感器壳体的其中一个与所述桥梁板相连，另外一个与所述桥墩相连。
所述拉绳与所述桥梁板相连，所述传感器壳体与所述桥墩相连。
所述拉绳位移传感器有一个，所述拉绳竖向布置。
所述拉绳位移传感器有两个，两个拉绳位移传感器布置于所述橡胶支座的前后两侧或左右两侧。
所述拉绳竖向布置。
两个拉绳位移传感器的拉绳成八字形布置。
所述拉绳位移传感器有三个，三个拉绳位移传感器与桥梁板的连接位置不在同一条直线上。
所述拉绳位移传感器有至少三个，各拉绳位移传感器中有至少三个拉绳位移传感器与桥梁板的连接位置不在同一条直线上。
所述拉绳位移传感器有三个，其中一个拉绳位移传感器为布置于所述橡胶支座一侧的第一拉绳位移传感器，另外两个为布置于所述橡胶支座另外一侧的第二拉绳位移传感器，两个第二拉绳位移传感器的拉绳交叉布置，各拉绳位移传感器的拉绳自上而下在前后方向上倾斜布置。
桥体结构还包括位于桥梁板端部的用于对桥梁板上侧车辆进行摄像的车辆摄像装置。
拉绳通过上侧球铰支座与桥梁板相连，传感器壳体通过下侧球铰支座与桥墩相连。
本发明的有益效果为：在车辆通过桥梁板上侧时，桥梁板属于刚性件自身不会产生变形，受车辆重量影响，橡胶支座锤产生竖向的压缩弹性变形，拉绳位移传感器的拉绳收缩，拉绳位移传感器测得橡胶支座的竖向的弹性变形量X，根据胡克定律，可以计算出桥梁上侧车辆的重量F，F=K*X公式中K表示橡胶支座的弹性系数，为已知量。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是图1的俯视示意图；
图3是本发明的实施例2的结构示意图；
图4是图3的俯视示意图；
图5是图3中下侧球铰支座与拉绳位移传感器的配合示意图；
图6是本发明的实施例3的结构示意图；
图7是本发明的实施例4的结构示意图；
图8是本发明的实施例5的结构示意图；
图9是图8的俯视示意图；
图10是本发明的实施例6的结构示意图。
具体实施方式
一种桥体结构的实施例1如图1~2所示：包括桥墩6和通过橡胶支座2支撑于所述桥墩6上的用于车辆沿前后方向行走的桥梁板1，桥墩6与桥梁板1之间设置有一个拉绳位移传感器4，拉绳位移传感器4属于现有技术，其包括传感器壳体5和拉绳3，传感器壳体5内设置有带螺纹的轮毂（图中未示出），拉绳3的一端缠绕于该轮毂上，轮毂上连接有旋转感应器。拉绳3远离传感器壳体的一端与桥梁板1相连，传感器壳体5则与桥墩相连。在本实施例中拉绳3竖向布置，当桥梁板1上有车辆通过时，桥梁板一般为混凝土或钢箱结构，其自身不会产生弹性变形，在车辆重量的影响下，橡胶支座2被压缩产生竖向的压缩弹性变形，桥梁板下移，与桥梁板相连的拉绳收卷至传感器壳体中，带螺纹的轮毂带着旋转感应器旋转，输出一个与拉绳移动距离成比例的电信号，从而获得位移值，根据胡克定律和橡胶支座的个数计算出桥梁板上侧的车辆重量。
桥体结构的实施例2如图3~4所示：实施例2与实施例1不同的是，拉绳位移传感器4有两个，两个拉绳位移传感器4布置于橡胶支座2的前后两侧，拉绳3通过上侧球铰支座7与桥梁板1相连，传感器壳体5通过下侧球铰支座8与桥墩6相连。上侧球铰支座7、下侧球铰支座8属于现有技术，下侧球铰支座8其结构如图5所示，包括固定座9和转动装配于固定座中的球头10，球头10上固定有连接件11，传感器壳体5焊接固定于连接件11上。通过在橡胶支座2的前后两侧均设置拉绳位移传感器4，不仅可以测得桥梁板上侧的车辆重量，还可以根据两个拉绳位移传感器的测量值，计算桥梁板的俯仰倾斜角，如果橡胶支座使用一段时间后，其本身的支撑性能弱化，会导致该俯仰角有所变大，可提醒相应技术人员进行桥梁支座的更换。在本发明的其它实施例中，两个拉绳位移传感器还可以布置于橡胶支座的左右两侧，此时可以测量桥梁板的左右翻摆角度，当非超载车辆通过桥梁板时，如果橡胶支座产生设计极限以上的左右翻摆角度，则提醒技术人员更换橡胶支座；当橡胶支座正常时，超载车辆通过桥梁板时，桥梁板产生过大的左右翻摆角，则可连接相应的报警装置进行报警。
桥体结构的实施例3如图6所示：本实施例与实施例2不同的是，在本实施例中，桥体结构还包括位于桥梁板端部的用于对桥梁板上侧车辆进行摄像的车辆摄像装置，通过车辆摄像装置12采集桥梁板上侧的车辆13通过信息，判断前侧桥梁何时通过对应的桥梁板1，当桥梁板上只有一个车辆时，通过计算获得的桥梁板上侧的车辆的重量即是该车辆的重量，可以判断车辆是否超载。
桥体结构的实施例4如图7所示：实施例4与实施例2不同的是，两个拉绳位移传感器4的拉绳呈八字形布置。
桥体结构的实施例5如图8~9所示：实施例5与实施例2不同的是，在本实施例中，拉绳位移传感器4有三个，三个拉绳位移传感器与桥梁板的连接位置不在同一直线上，根据三点确定一个平面的道理，当三个拉绳位移传感器的读数相同时，说明桥梁板是水平的，此时使用胡克定律可以准确的获得桥梁上侧车辆的重量。其中一个拉绳位移传感器4为布置于所述橡胶支座左侧的第一拉绳位移传感器，另外两个为布置于所述橡胶支座右侧的第二拉绳位移传感器，两个第二拉绳位移传感器的拉绳交叉布置，各拉绳位移传感器的拉绳自上而下在前后方向上倾斜布置。使用三个拉绳位移传感器的布局形式，当桥梁板1受到车辆的冲击时，有可能会产生水平方向上的旋转位移，通过三个拉绳位移传感器的拉绳的收缩和伸出量，可以换算出桥梁板的旋转角度，为橡胶支座是否在安全寿命内、及桥体结构是否安全提供更加全面的评判数据。
桥体结构的实施例6如图10所示：实施例6与实施例5不同的是，三个拉绳位移传感器4沿橡胶支座的周向间隔布置，且三个拉绳位移传感器围成上小下大的锥形，通过该设置形式也可以获得桥梁板的旋转角度。在本发明的其它实施例中，各拉绳位移传感器的拉绳也可以与方形橡胶支座的对应侧面平行设置。

Claims (10)

1.一种桥体结构，包括桥墩和通过橡胶支座支撑于所述桥墩上的用于车辆沿前后方向行走的桥梁板，其特征在于：所述桥墩与桥梁板之间设置有一个或两个以上的拉绳位移传感器，拉绳位移传感器包括传感器壳体和拉绳，拉绳、传感器壳体的其中一个与所述桥梁板相连，另外一个与所述桥墩相连。
2.根据权利要求1所述的桥体结构，其特征在于：所述拉绳与所述桥梁板相连，所述传感器壳体与所述桥墩相连。
3.根据权利要求1所述的桥体结构，其特征在于：所述拉绳位移传感器有一个，所述拉绳竖向布置。
4.根据权利要求1所述的桥体结构，其特征在于：所述拉绳位移传感器有两个，两个拉绳位移传感器布置于所述橡胶支座的前后两侧或左右两侧。
5.根据权利要求4所述的桥体结构，其特征在于：所述拉绳竖向布置。
6.根据权利要求4所述的桥体结构，其特征在于：两个拉绳位移传感器的拉绳成八字形布置。
7.根据权利要求1所述的桥体结构，其特征在于：所述拉绳位移传感器有至少三个，各拉绳位移传感器中有至少三个拉绳位移传感器与桥梁板的连接位置不在同一条直线上。
8.根据权利要求7所述的桥体结构，其特征在于：所述拉绳位移传感器有三个，其中一个拉绳位移传感器为布置于所述橡胶支座一侧的第一拉绳位移传感器，另外两个为布置于所述橡胶支座另外一侧的第二拉绳位移传感器，两个第二拉绳位移传感器的拉绳交叉布置，各拉绳位移传感器的拉绳自上而下在前后方向上倾斜布置。
9.根据权利要求1所述的桥体结构，其特征在于：桥体结构还包括位于桥梁板端部的用于对桥梁板上侧车辆进行摄像的车辆摄像装置。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的桥体结构，其特征在于：拉绳通过上侧球铰支座与桥梁板相连，传感器壳体通过下侧球铰支座与桥墩相连。
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