CN111829901A - 一种落锤式弯沉检测装置 - Google Patents

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尚廷东
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Abstract

本发明涉及一种落锤式弯沉检测装置，包括装置支架及能够上下移动以用于向地面冲击的落锤，落锤式弯沉检测装置还包括检测梁，检测梁上设置有位于所述落锤中心位置的用于测量路面下沉值的位移测量部件，检测梁通过检测梁支腿支撑于路面上，检测梁支腿与位移测量部件之间的间距大于落锤对待测道路的弯沉影响半径，落锤上设置有用于避让所述位移测量部件的测量部件避让空间。本发明解决了现有技术中因调水平螺杆处于弯沉影响范围内而导致位移传感器无法准确测量路面下沉位移的技术问题。

Description

一种落锤式弯沉检测装置
技术领域
本发明涉及路面弯沉检测领域中的落锤式弯沉检测装置。
背景技术
近年来，路面无损检测技术研究和开发在国内外受到日益广泛的重视，弯沉作为最重要的路面结构状况评价指标，其测量设备及分析技术发展很快。自发明梁式弯沉仪以来，路面弯沉检测设备已从静力弯沉仪发展到模拟行车载荷作用的落锤式弯沉仪。
现有的落锤式弯沉仪如中国专利CN2869109Y公开的的便携式落锤弯沉仪，该落锤弯沉仪由释放机构、圆形重锤、导向杆、承载装置和测量系统组成，下导向杆穿过重锤、缓冲垫和过渡板，垂直固定在承载框架上，释放机构根据重锤的下降高度固定在导向杆上，承载框架固定在承载板上，力传感器在承载框架和过渡板之间，在承载板上通过定位销连接有辅助弯沉测量装置，辅助弯沉测量装置由横梁，固定在横梁上的位移传感器、调水平螺杆和调平水泡组成，位移传感器用于测得地面的下沉位移。
测量时，手动将重锤固定在释放装置上，让重锤沿导杆自由下落，力传感器、位移传感器输出的信号经信号采集与处理系统，最终画出以落锤点为中心的弯沉盆曲线。现有的这种落锤弯沉仪存在的问题在于：位移传感器处于落锤旁而并非是落锤的中心位置，而落锤的正中心位置才是最大弯沉值处，因此无法准确的测得弯沉盆的最大弯沉值，当然更为重要的是，当落锤冲击地面时，会以落锤冲击位置为中心产生一个弯盆，对于各种类型的结构路面而言，弯盆影响半径一般不会超过3.6米，对于柔性基层沥青路面而言，弯盆影响半径一般不会超过2.4米，然而现有技术中，调水平螺杆处于弯盆中，即调水平螺杆处于弯沉影响范围内，落锤冲击地面时，地面产生弯盆，调水平螺杆的位置也会随着弯盆的产生而下降，这就导致位移传感器的基点位置在发生变化，因此是无法准确的获得地面的下降位移的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种落锤式弯沉检测装置，以解决现有技术中因调水平螺杆处于弯沉影响范围内而导致位移传感器无法准确测量路面下沉位移的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明中的技术方案如下：
一种落锤式弯沉检测装置，包括装置支架及能够上下移动以用于向地面冲击的落锤，落锤式弯沉检测装置还包括检测梁，检测梁上设置有位于所述落锤中心位置的用于测量路面下沉值的位移测量部件，检测梁通过检测梁支腿支撑于路面上，检测梁支腿与位移测量部件之间的间距大于落锤对待测道路的弯沉影响半径，落锤上设置有用于避让所述位移测量部件的测量部件避让空间。
所述检测梁沿前后方向贯穿所述测量部件避让空间，检测梁支腿分别设置于检测梁的两端，所述位移测量部件为位移测量传感器。
检测梁与检测梁支腿固定连接。
检测梁支腿有一个，所述检测梁与所述检测梁支腿铰接相连，所述位移测量部件由下端用于与路面接触的测量杆构成，检测梁与所述路面之间设置有位移测量传感器，位移测量传感器和测量杆分设于检测梁支腿的两侧。
所述测量部件避让空间包括上侧避让空间部分和下侧避让空间部分，下侧避让空间部分的宽度小于上侧避让空间部分的宽度，位移测量部件沿上下方向穿设于下侧避让空间部分中，检测梁伸入到上侧避让空间部分中。
落锤沿上下方向导向移动装配于所述装置架上。
装置架的底部设置有行走轮。
本发明的有益效果为：本发明中，检测梁通过检测梁支腿支撑于路面上，检测梁支腿与位移测量部件之间的间距大于落锤对待测道路的弯沉影响半径，在落锤对路面冲击，路面上产生弯沉盆时，检测梁支腿不受弯沉盆的影响，从而为位移测量部件的测量提供了一个可靠的基础，在落锤上设置测量部件避让空间，使得位移测量部件可以处于落锤的中心位置，而弯沉盆的最大弯沉值就产生于落锤的中心位置，从而可以获得弯沉盆的最大弯沉值。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是本发明中落锤与检测梁和位移测量部件的配合示意图；
图3是图1中液压式压力传感器的结构示意图；
图4是本发明的实施例2的结构示意图。
具体实施方式
一种落锤式弯沉检测装置的实施例1如图1~3所示：包括底部设置有行走轮3的装置支架12，装置支架上沿上下方向导向移动装配有用于向地面冲击的落锤6。在本发明中，装置支架12包括支架套筒11和固定于支架套筒11顶部的套筒顶盖10，行走轮3安装于支架套筒11的底部，落锤6导向移动装配于支架套筒11的内孔中，落锤6的顶部固定有竖向拉杆22，竖向拉杆22的上端由套筒顶盖10上侧穿出，竖向拉杆的顶端设置有拉杆提手9，套筒顶盖10上固定有套设于竖向拉杆外围的拉杆套筒7，拉杆套筒7上沿径向螺纹连接有用于顶紧所述竖向拉杆而对落锤进行位置固定的顶紧螺钉8，在进行弯沉检测时，需要旋松顶紧螺钉，顶紧螺钉不影响落锤的上下移动，在需要移动弯沉检测装置位置时，将落锤提升到高位，旋紧顶紧螺钉，通过顶紧螺钉对落锤进行位置固定。
落锤式弯沉检测装置还包括长度沿前后方向延伸的检测梁5，检测梁5上安装有位于落锤中心位置的用于测量路面下沉值的位移测量部件2，本实施例中的位移测量部件2为位移测量传感器，本实施例中的位移测量传感器为一个直线位移传感器电阻尺，其包括下端用于与路面接触的伸缩探头。检测梁5通过检测梁支腿4支撑于路面上，本实施例中，检测梁支腿有两个，两个检测梁支腿分别固定于检测梁的两端，各检测梁支腿与位移测量部件之间的间距大于落锤对待测量道路的弯沉影响半径，落锤上设置有用于避让位移测量部件的测量部件避让空间15，不同路面的弯沉影响半径是不同的，对于柔性基层沥青路面而言，弯盆影响半径一般不会超过2.4米，因此在对柔性基层沥青路面进行弯沉检测时，检测梁支腿4与位移测量部件2之间的距离为2.4米即可；对于各种类型的结构路面而言，弯盆影响半径一般不会超过3.6米，因此当检测梁支腿与位移测量部件的距离为3.6米时，本落锤式弯沉检测装置可以对各种类型的结构路面进行弯沉检测。
测量部件避让空间包括上侧避让空间部分13和下侧避让空间部分14，下侧避让空间部分的宽度小于上侧避让空间部分的宽度，位移测量部件2沿上下方向穿设于下侧避让空间部分中，检测梁5沿前后方向贯穿上侧避让空间部分13。装置支架上设置有供检测梁沿前后方向穿过的检测梁通道24，检测梁通道24的竖向高度高于检测梁5的竖向高度。当需要落锤式弯沉检测装置移动时，可以抬高检测梁的高度，在检测梁与检测梁通道的底部之间垫上垫块，这样就可以避免检测梁支腿与路面接触而影响落锤式弯沉检测装置移动，当然也可以人工先抬着检测梁到下一检测位置，然后装置支架再移动到对应位置。也就是说在本发明中，检测梁和位移测量部件均独立于落锤设置，不随落锤动作。
落锤6的底部固设有环设于位移测量部件外围的液压式压力传感器1，液压式压力传感器1包括内套筒19、外套筒17、固定于内套筒19、外套筒17顶部的传感器固定板18和固定于内套筒19、外套筒17底部的传力膜片20，内套筒19、外套筒17、传感器固定板18和传力膜片20围成液压腔，液压腔内填充有液体，外套筒上固定有与液压腔相连的用于检测液体压强的液压传感器16。传力膜片20可以通过上下方向上的变形而向液体传递作用力，本实施例中传力膜片与内套筒、外套筒焊接密封连接，传力膜片的下端具有用于与路面接触的传力头21。当落锤向下运动对路面冲击时，落锤的冲击力通过液压式压力传感器传递给路面，传力头受反作用力，传力膜片对液体施压，液压传感器检测到液体压强，通过传力膜片的有效传力面积，可以获得落锤对路面的冲击力。
本发明中，检测梁上的两个检测梁支腿与位移测量部件之间的间距大于落锤对待测道路的弯沉影响半径，也就是说，两个检测梁支腿处于落锤对路面的弯沉影响半径之外，因此在落锤对路面冲击时，检测梁的位置和高度不会发生变化，从而为位移测量部件提供了一个稳定的测量基体，在落锤冲击路面之前，位移测量部件测得落锤中心位置的高度h1，落锤冲击路面之后，位移测量部件测得落锤中心位置的最大位移h2，则路面的冲击弯盆=h2-h1，在冲击结束后，一段时间过后，弯盆回弹后，位移测量部件测得落锤中心位置的高度h3，则h2-h3就等于路面的回弹弯盆，也就是说通过该装置，可以准确的检测的路面的冲击弯盆和回弹弯盆。采用液压式压力传感器可以获得落锤向路面的冲击力，以判断冲击力是否符合试验要求，液压式压力传感器能够承受较高的冲击力，具有较高的使用寿命，且液压式压力传感器的设置位置是落锤与路面之间，与路面直接接触，因此可以准确的得到路面所受到的冲击力。在本发明的其它实施例中，位移测量部件还可以是激光位移传感器；落锤也可以通过竖向拉杆与装置支架的导向而与装置支架在上下方向上导向移动配合；液压式压力传感器还可以不是膜片式结构，比如说液压式压力传感器包括缸体和活塞，液体填充于活塞腔中，活塞用于与路面接触传力，当活塞撞击路面时，活塞通过移动对活塞腔中的液体施压，压力传感器测得此时的液体压强，根据活塞的有效传力面积来计算出活塞的受力。
一种落锤式弯沉检测装置的实施例2如图4所示：实施例2与实施例1不同的是，检测梁支腿4有一个，检测梁5与检测梁支腿4铰接相连，位移测量部件2由下端用于与路面接触的测量杆构成，测量杆为一个刚性杆，检测梁与路面之间设置有位移测量传感器30，位移测量传感器30和测量杆分设于检测梁支腿4的两侧，图中项31表示方便位移测量传感器配合的传感器支架，使用时，放置于路面上，其包括竖臂和横臂，使用时将传感器30顶于检测梁与传感器支架的横臂之间，当检测梁绕铰接轴转动时，位移传感器30可以测得检测梁右端的摆动位移，根据力臂换算，可以得到测量杆处的位移变化。

Claims (7)

1.一种落锤式弯沉检测装置，包括装置支架及能够上下移动以用于向地面冲击的落锤，其特征在于：落锤式弯沉检测装置还包括检测梁，检测梁上设置有位于所述落锤中心位置的用于测量路面下沉值的位移测量部件，检测梁通过检测梁支腿支撑于路面上，检测梁支腿与位移测量部件之间的间距大于落锤对待测道路的弯沉影响半径，落锤上设置有用于避让所述位移测量部件的测量部件避让空间。
2.根据权利要求1所述的落锤式弯沉检测装置，其特征在于：所述检测梁沿前后方向贯穿所述测量部件避让空间，检测梁支腿分别设置于检测梁的两端，所述位移测量部件为位移测量传感器。
3.根据权利要求2所述的落锤式弯沉检测装置，其特征在于：检测梁与检测梁支腿固定连接。
4.根据权利要求1所述的落锤式弯沉检测装置，其特征在于：检测梁支腿有一个，所述检测梁与所述检测梁支腿铰接相连，所述位移测量部件由下端用于与路面接触的测量杆构成，检测梁与所述路面之间设置有位移测量传感器，位移测量传感器和测量杆分设于检测梁支腿的两侧。
5.根据权利要求1所述的落锤式弯沉检测装置，其特征在于：所述测量部件避让空间包括上侧避让空间部分和下侧避让空间部分，下侧避让空间部分的宽度小于上侧避让空间部分的宽度，位移测量部件沿上下方向穿设于下侧避让空间部分中，检测梁伸入到上侧避让空间部分中。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的落锤式弯沉检测装置，其特征在于：落锤沿上下方向导向移动装配于所述装置架上。
7.根据权利要求6所述的落锤式弯沉检测装置，其特征在于：装置架的底部设置有行走轮。
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