CN111896152B - 一种系杆拱桥中系杆应力监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，包括电阻应变仪，所述的电阻应变仪上方设置有升降机构，所述的升降机构包括固定连接在电阻应变仪上方的升降底座和设置在升降底座中部的主升降杆，所述的主升降杆与升降支架之间还设置有多个相互之间滑动连接的副升降杆；所述的主升降杆顶部设置有贴片机构，所述的贴片机构包括内部中空的固定杆和滑动连接在固定杆内部的若干个移动杆，所述的固定杆和移动杆外侧顶部都固定连接有安装块，安装块顶部设置有应变片，所述的固定杆上还设置有贴合机构。相比于传统装置，本装置结构更加简单且可以单人操作，更加节省人力。

Description

一种系杆拱桥中系杆应力监测装置

技术领域

本发明涉及建筑装置技术领域，具体涉及一种系杆拱桥中系杆应力监测装置。

背景技术

系杆拱桥作为拱桥家族中的一员，它将拱与梁两种基本结构形式组合在一起，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，且兼有拱桥的较大跨越能力和梁桥对地基适应能力强的两大特点。当桥面高程受到严格限制而桥下又要求保证较大的净空，或当墩台基础地质条件不良易发生沉降，但又要保证较大跨径时，系杆拱桥是较优越的桥型。而常见的系杆有采用型钢或扁钢制作而成的外露金属系杆、独立的钢筋混凝土系杆和与拱肋截面形式一致的预应力钢筋混凝土系杆。而桥梁在使用的过程中有可能会出现桥台位移、拱顶下降、拱肋开裂等问题，而这些问题会在系杆所受应力的变化中反应出来。因此，可以通过对系杆应力变化的监测来提前发现问题，及时对拱桥进行修复及加固工作，防患于未然，避免事故发生。但市场上常见的系杆应力检测装置测量过程复杂，且需要多人配合进行测量，耗费大量人力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，包括电阻应变仪，所述的电阻应变仪上方设置有升降机构，所述的升降机构包括固定连接在电阻应变仪上方的升降支架和设置在升降支架中部的主升降杆，所述的主升降杆与升降支架之间还设置有多个相互之间滑动连接的副升降杆；所述的主升降杆顶部设置有贴片机构，所述的贴片机构包括内部中空的固定杆和滑动连接在固定杆内部的若干个移动杆，所述的固定杆和移动杆外侧顶部都固定连接有安装块，安装块顶部设置有应变片，所述的固定杆上还设置有贴合机构。

作为本发明进一步的方案：所述的主升降杆顶部设置有固定机构，所述的固定机构包括滑动连接在主升降杆顶部的移动块以及转动连接在移动块侧面的连杆，所述的连杆的自由端设置有用于夹持系杆的夹持机构，所述的移动块底部还设置有复位弹簧，所述的移动块顶部还设置有与系杆相配合的缓冲块。

作为本发明进一步的方案：所述的夹持机构包括固定连接在连杆上的安装环和设置于安装环内侧用于贴合系杆表面的若干个夹持块，所述的夹持块与安装环之间还设置有用于调节夹持块位置的调节机构，所述的调节机构包括固定在夹持块外侧的弹性轴以及设置在弹性轴底部和安装环之间的调节弹簧，所述的弹性轴外侧还设置有用于防止其异位的导向槽。

作为本发明进一步的方案：所述的主升降杆内部为中空结构且其内部空腔连通有气泵，所述的副升降杆内部设置有环形空腔。

作为本发明进一步的方案：所述的固定机构下方还设置有触发机构，所述的触发机构包括与横向设置在主升降杆内部的滑槽以及滑动连接在滑槽内部的活塞，所述的活塞一侧连接有拉绳，另一侧与滑槽之间设置有用于复位的弹性件，所述的活塞上设置用于和主升降杆内部空腔相连通的通孔。

作为本发明进一步的方案：所述的电阻应变仪底部设置有地脚，地脚上设置有缓冲弹簧。

作为本发明进一步的方案：所述的环形空腔与气泵连通且内壁上设置有限位机构，所述的限位机构包括滑动连接在空腔内壁上的滑块以及转动连接在滑块上的限位块。

作为本发明进一步的方案：所述的贴合机构包括固定连接在固定杆内侧的卡杆和设置在固定杆底部的推动弹簧，所述的卡杆与移动块滑动连接，且移动块上设置有与卡杆相配合的凹槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.升降机构配合固定机构，可以使得装置到达系杆高度后自动夹持系杆，并完成对贴片机构的位置固定。

2.贴片机构配合触发机构可以在固定机构完成夹持之后，贴片机构自动伸展，并把应变片固定到系杆的不同位置上，以便于检测系杆各部分应力变化。

3.操作更加简单，单人即可进行操作，节省了大量的人力资源。

附图说明

图1为一种系杆拱桥中系杆应力监测装置的总体结构示意图。

图2为贴片机构的结构示意图。

图3为图1中A处的局部放大图。

图4为夹持机构的结构示意图。

图5为图1中B处的局部放大图。

图6为图2中C处的局部放大图。

图7为固定杆与移动杆的连接示意图。

图中：1-缓冲块、2-固定机构、201-移动块、202-连杆、203-复位弹簧、204-夹持机构、2041-安装环、2042-调节弹簧、2043-导向槽、2044-弹性轴、2045-夹持块、3-贴片机构、301-推动弹簧、302-固定杆、303-移动杆、304-安装块、305-应变片、4-触发机构、401-拉绳、402-活塞、403-滑槽、404-弹性件、5-升降机构、501-主升降杆、502-副升降杆、503-升降支架、6-限位机构、601-滑块、602-限位块、7-电阻应变仪、8-地脚、9-气泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

如图1所示，作为本发明提供的一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，包括固定机构2、贴片机构3、升降机构5、电阻应变仪7和气泵9，所述的固定机构2用于将装置与系杆固定在一起；所述的贴片机构3用于将应变片305固定在系杆表面；所述的升降机构5用于调节贴片机构3的高度；所述的电阻应变仪7用于采集应变片305上的信号，并分析出系杆所受应力；所述气泵9用于为装置提供动力。

在实际应用时，工作人员将装置放置于系杆的正下方后，开启气泵9，并通过升降机构5将贴片机构3送至系杆处并被固定机构2固定。此时开启贴片机构3将应变片305固定到系杆表面，电阻应变仪7会根据应变片305所传出的信号对系杆各部分所受应力情况进行分析。

如图1所示，作为本发明一个优选的实施例，所述的升降机构5包括固定连接在电阻应变仪7上方的升降支架503和设置在升降支架503中部的主升降杆501，所述的主升降杆501与升降支架503之间还设置有多个相互之间滑动连接的副升降杆502，所述的主升降杆501内部为中空结构且其内部空腔连通有气泵9。通过相主升降杆501内部充入空气使得主升降杆501位置上升，当其上升到一定高度后会带动副升降杆502一起上升。所述的副升降杆502具体数量可按照实际使用情况中系杆离地的具体高度来选择。

如图1和图5所示，在本实施例的一种情况中，为了防止装置在上升过程中因为装置密闭性或者外力的原因导致升降机构5突然下落砸坏设备或人员，所以所述的副升降杆502内部设置有环形空腔，所述的环形空腔与气泵9连通并且在其内壁上设置有限位机构6，所述的限位机构6包括滑动连接在空腔内壁上的滑块601以及转动连接在滑块601上的限位块602。升降机构5运行时，气泵9向副升降杆502的环形空腔内部充气，使得滑块601带动限位块602向外侧滑出，所述的限位块602只能向上转动，当主升降杆501上升之后会被其卡住无法下落，而抽取环形空腔内部空气之后，滑块601会带动限位块602缩回内部，限位解除。

如图1和图2所示，作为本发明一个优选的实施例，所述的贴片机构3包括内部中空的固定杆302和滑动连接在固定杆302内部的若干个移动杆303，所述的固定杆302和移动杆303外侧顶部都固定连接有安装块304，安装块304顶部设置有应变片305，所述的固定杆302上还设置有贴合机构。移动杆303在气泵9的作用下带着安装块304和应变片305向外侧滑动，从而将应变片305传送到系杆各处。

如图1和图6所示，作为本发明一个优选的实施例，所述的贴合机构包括固定连接在固定杆302内侧的卡杆307和设置在固定杆302底部的推动弹簧301，所述的卡杆307与移动块201滑动连接，且移动块201上设置有与卡杆307相配合的凹槽306。当移动杆303到达指定位置后会拉动固定杆302滑动，固定杆302会带动卡杆307向外侧滑动并在推动弹簧301的作用下使得卡杆307被凹槽306卡住，此时贴片机构3位置上升与系杆完全贴合。

如图1所示，作为本发明一个优选的实施例，所述的固定机构2包括滑动连接在主升降杆501顶部的移动块201以及转动连接在移动块201侧面的连杆202，所述的连杆202的自由端设置有用于夹持系杆的夹持机构204，所述的移动块201底部还设置有复位弹簧203，所述的移动块201顶部还设置有与系杆相配合的缓冲块1。当升降机构5运行时，到达系杆位置后位于主升降杆501顶部的缓冲块1会与系杆直接接触从而压迫移动块201位置下降，从而通过连杆202使得夹持机构204转动并固定在系杆上。

如图1和图4所示，作为本发明一个优选的实施例，所述的夹持机构204包括固定连接在连杆202上的安装环2041和设置于安装环2041内侧用于贴合系杆表面的若干个夹持块2045，所述的夹持块2045与安装环2041之间还设置有用于调节夹持块2045位置的调节机构，所述的调节机构包括固定在夹持块2045外侧的弹性轴2044以及设置在弹性轴2044底部和安装环2041之间的调节弹簧2042，所述的弹性轴2044外侧还设置有用于防止其异位的导向槽2043。调节弹簧2042、弹性轴2044和夹持块2045相配合，在夹紧系杆固定装置的同时，还可以适应不同尺寸不同的系杆，实用性更强。

如图1和图3所示，在本实施例的一种情况中，为了使得贴片机构3到达指定位置之后才被触发并开启，所以在所述的固定机构2下方还设置有触发机构4，所述的触发机构4包括与横向设置在主升降杆501内部的滑槽403以及滑动连接在滑槽403内部的活塞402，所述的活塞402一侧连接有拉绳401，另一侧与滑槽403之间设置有用于复位的弹性件404，所述的活塞402上设置用于和主升降杆501内部空腔相连通的通孔。当固定机构2开启后，夹持机构204会通过拉绳401拉动活塞402从而使得主升降杆501内腔连通至移动杆303处，并将其向外侧顶出。

本发明上述实施例公开了一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，工作人员将装置放置于系杆的正下方后，开启气泵9，并通过升降机构5将贴片机构3送至系杆处并被固定机构2固定。此时开启贴片机构3将应变片305固定到系杆表面，电阻应变仪7会根据应变片305所传出的信号对系杆各部分所受应力情况进行分析。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，包括电阻应变仪（7），其特征在于，所述的电阻应变仪（7）上方设置有升降机构（5），所述的升降机构（5）包括固定连接在电阻应变仪（7）上方的升降支架 （503）和设置在升降支架（503）中部的主升降杆（501），所述的主升降杆（501）与升降支架（503）之间还设置有多个相互之间滑动连接的副升降杆（502）；所述的主升降杆（501）顶部设置有贴片机构（3），所述的贴片机构（3）包括内部中空的固定杆（302）和滑动连接在固定杆（302）内部的若干个移动杆（303），所述的固定杆（302）和移动杆（303）外侧顶部都固定连接有安装块（304），安装块（304）顶部设置有应变片（305），所述的固定杆（302）上还设置有贴合机构；所述的主升降杆（501）顶部设置有固定机构（2），所述的固定机构（2）包括滑动连接在主升降杆（501）顶部的移动块（201）以及转动连接在移动块（201）侧面的连杆（202），所述的连杆（202）的自由端设置有用于夹持系杆的夹持机构（204），所述的移动块（201）底部还设置有复位弹簧（203），所述的移动块（201）顶部还设置有与系杆相配合的缓冲块（1）。

2.根据权利要求1所述的一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，其特征在于，所述的夹持机构（204）包括固定连接在连杆（202）上的安装环（2041）和设置于安装环（2041）内侧用于贴合系杆表面的若干个夹持块（2045），所述的夹持块（2045）与安装环（2041）之间还设置有用于调节夹持块（2045）位置的调节机构，所述的调节机构包括固定在夹持块（2045）外侧的弹性轴（2044）以及设置在弹性轴（2044）底部和安装环（2041）之间的调节弹簧（2042），所述的弹性轴（2044）外侧还设置有用于防止其异位的导向槽（2043）。

3.根据权利要求1所述的一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，其特征在于，所述的主升降杆（501）内部为中空结构且其内部空腔连通有气泵（9），所述的副升降杆（502）内部设置有环形空腔。

4.根据权利要求1所述的一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，其特征在于，所述的固定机构（2）下方还设置有触发机构（4），所述的触发机构（4）包括横向设置在主升降杆（501）内部的滑槽（403）以及滑动连接在滑槽（403）内部的活塞（402），所述的活塞（402）一侧连接有拉绳（401）、另一侧与滑槽（403）之间设置有用于复位的弹性件（404），所述的活塞（402）上设置用于和主升降杆（501）内部空腔相连通的通孔。

5.根据权利要求1所述的一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，其特征在于，所述的电阻应变仪（7）底部设置有地脚（8），地脚（8）上设置有缓冲弹簧。

6.根据权利要求3所述的一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，其特征在于，所述的环形空腔与气泵（9）连通且其内壁上设置有限位机构（6），所述的限位机构（6）包括滑动连接在空腔内壁上的滑块（601）以及转动连接在滑块（601）上的限位块（602）。

7.根据权利要求1所述的一种系杆拱桥中系杆应力监测装置，其特征在于，所述的贴合机构包括固定连接在固定杆（302）内侧的卡杆（307）和设置在固定杆（302）底部的推动弹簧（301），所述的卡杆（307）与移动块（201）滑动连接，且移动块（201）上设置有与卡杆（307）相配合的凹槽（306）。

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