一种单梁检测挠度应变的一体式测量装置
技术领域
本发明属于单梁检测技术领域,具体涉及一种单梁检测挠度应变的一体式测量装置。
背景技术
单梁检测是单梁出厂前的重要步骤,其有效的检验了单梁是否达到各项指标,从而保障桥梁工程的安全。而目前单梁检测由于工期、成本及现场条件所限,一般选择在预制现场任意一块空地上,将单梁架起一定高度,然后在梁底布置挠度测点及应变测点,测量加载量引起的单梁静力响应。
由于单梁重量大,各个预制场所用的支撑单梁的物体各不相同,其高度也不尽相同,因此检测时要提前仔细勘察,并定制不同高度的架子安装测量挠度所用的测量仪器。由于工期等原因,单梁检测时,梁下部地面可能存在积水,土质松散不稳等问题,因此定制的固定支架存在高度不匹配,支架表面由于地面实际状况而倾斜,水平度不够等问题。
由于单梁同一测试截面其宽度不大,却需要同时布置多个应变及挠度测点,测点布置空间小,容易相互干扰,且现场安装十分不便,对测点布置的精确度产生较大影响。
单梁下安装挠度测点,测试人员读数时,处于加载位置正下方,距离较近,容易引发安全风险。
因此,需要一种新的技术以解决现有技术中单梁检测时水平度不够、检测安装不方便、精度不够和存在安全风险的问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题,本发明提供了一种单梁检测挠度应变的一体式测量装置,其能够方便地调整水平度、检测安装方便、精度高并且安全可靠。
本发明采用了以下技术方案:
一种单梁检测挠度应变的一体式测量装置,包括:
台板,所述台板上设有水平尺;
高度调节脚架,包括架板、至少三根长度可调的支撑脚和设置在所述架板上的若干调平旋钮,各所述支撑脚的上端与架板转动连接,所述台板与各所述调平旋钮的上端固定连接;
至少两个竖向位移测量装置,各所述竖向位移测量装置可上下升降地设置在所述台板上,且各所述竖向位移测量装置位于同一竖向平面内;
水平位移测量装置,所述水平位移测量装置的数量、位置与所述竖向位移测量装置的数量、位置一一对应;每一所述水平位移测量装置包括固定参照件、活动参照件和水平尺寸测量装置,所述固定参照件、活动参照件分别位于对应的所述竖向位移测量装置的两侧且竖直设置,所述固定参照件可上下升降地设置在所述台板上,所述活动参照件通过一连接杆与所述固定参照件可拆卸连接,所述固定参照件和所述活动参照件的上端用于与待测单梁固定连接且两上端相平齐;所述水平尺寸测量装置位于所述活动参照件的一侧且所述水平尺寸测量装置的测量端对准所述水平活动参照件;
读数仪,与所述竖向位移测量装置、所述水平尺寸测量装置分别通过引线电连接,每一所述引线的长度大于所述单梁的长度。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述固定参照件和/或所述活动参照件的上端面为胶粘面,所述胶粘面上设有若干存胶凹槽。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述连接杆水平设置且一端与所述固定参照件的下端固定连接,另一端与所述活动参照件可拆卸连接。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述连接杆靠近所述活动参照件的一端设有水平的第一螺纹孔,所述活动参照件的下端设有水平的通孔;一固定螺钉依次插入所述通孔、所述第一螺纹孔将所述活动参照件与所述连接杆相固定。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述连接杆靠近所述活动参照件的端面上设有凸出的、纵向设置的定位凸条,所述活动参照件的下端设有供所述定位凸条嵌入的导向定位槽。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述台板上固定有第一升降架,所述第一升降架设有供所述固定参照件上下滑动的纵向的第一滑孔,所述第一滑孔的侧壁上开设有供所述连接杆上下升降的纵向的第一升降槽,所述第一滑孔的侧壁上还设有第二螺纹孔,所述第二螺纹孔内设有第一锁紧螺钉用于将所述固定参照件锁紧固定在所述第一滑孔内。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述台板上固定有第二升降架,所述第二升降架设有供所述竖向位移测量装置上下滑动的纵向的第二滑孔,所述第二滑孔的侧壁上还设有第三螺纹孔,所述第三螺纹孔内设有第二锁紧螺钉用于将所述竖向位移测量装置锁紧固定在所述第二滑孔内。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述水平位移测量装置为引申计,所述固定参照件为第一引伸计竖杆,所述活动参照件为第二引申计竖杆,所述水平尺寸测量装置为水平光栅尺。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述竖向位移测量装置为竖向光栅尺。
作为本发明技术方案的进一步改进,所述支撑脚包括上脚和下脚,所述上脚呈管状用于供所述下脚插入,所述上脚上设有若干均匀排列的定位孔,所述上脚的上端与所述架板通过纵向的转轴连接;所述下脚的上端设有可与所述定位孔配合定位的弹性销钉,所述下脚的下端呈锥状。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明的一体式测量装置中,可以通过长度可调的支撑脚来调节适应不同地面情况,使固定板在单梁底部处于一个合适的高度,完美的适应了不通的架梁高度,并能通过调平旋钮参照水平尺来调整水平度,调整好水平度后,保证竖向位移测量装置位于竖直平面内,水平尺寸测量装置位于水平面;
2、各个测量点的测量装置都固定在固定板上,相互之间不会干扰,保证了测点安装的准确性,所有测点均通过测线引至加载区域以外,保证测试人员不受加载区域可能发生意外的影响;
3、测量前,将竖向位移测量装置、固定参照件、活动参照件一起上升至与单梁底面接触,固定参照件、活动参照件的上端与单梁底面相固定后,将活动参照件与连接杆拆分,活动参照件固定在单梁底面,对单梁进行加载后,活动参照件能够随着单梁加载形变后而移动,水平尺寸测量装置对准活动参照件以测量其水平位移,而竖向位移测量装置则能够测量单梁在竖向上的形变位移,从而实现将应变测量转化为距离测量,避免一般应变测量受环境温度较大影响的问题,对于测试时间段的选择更趋于多元化。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明:
图1是本发明的一体式测量装置的整体结构示意图;
图2是本发明的一体式测量装置的侧视示意图;
图3是本发明的一体式测量装置的支撑脚的结构示意图;
图4是本发明的一体式测量装置的固定参照件、连接杆和活动参照件的结构示意图;
图5是本发明的一体式测量装置的第一升降架的结构示意图;
图6是本发明的一体式测量装置的第二升降架的结构示意图。
附图标记:
100-台板;110-水平尺;120-第一升降架;121-第一滑孔;122-第一升降槽;123-第二螺纹孔;124-第一锁紧螺钉;130-第二升降架;131-第二滑孔;132-第三螺纹孔;133-第二锁紧螺钉;
200-高度调节脚架;210-架板;220-支撑脚;221-上脚;2211-定位孔;222-下脚;2221-弹性销钉;230-调平旋钮;
300-竖向位移测量装置;
400-水平位移测量装置;410-固定参照件;420-活动参照件;421-通孔;422-导向定位槽;430-水平尺寸测量装置;440-连接杆;441-第一螺纹孔;442-固定螺钉;443-定位凸条;450-胶粘面;460-存胶凹槽;
500-读数仪;510-引线。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述,以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
需要说明的是,如无特殊说明,当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征,它可以直接固定、连接在另一个特征上,也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外,本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
参照图1至图3,一种单梁检测挠度应变的一体式测量装置,包括台板100、高度调节脚架200、竖向位移测量装置300和水平位移测量装置400。
其中,所述台板100上设有水平尺110,该水平尺110可以是常规的气泡水平尺110,可以参照来调整整个装置的水平度。台板100的上端面是平整的。
其中,高度调节脚架200包括架板210、至少三根长度可调的支撑脚220和设置在所述架板210上的若干调平旋钮230,各所述支撑脚220的上端与架板210转动连接,所述台板100与各所述调平旋钮230的上端固定连接。长度可调的支持脚可以适应不同的测试地形,使水平位移测量装置400、竖向位移测量装置300位于适宜的高度。调平旋钮230用于配合水平尺110进行调水平。支撑脚220的上端与架板210转动连接,可以调整支撑脚220的位置,避开凹陷或凸起的不平整的地面。在这里,架板210设置为圆环型。
具体地,所述支撑脚220包括上脚221和下脚222,所述上脚221呈管状用于供所述下脚222插入,所述上脚221上设有若干均匀排列的定位孔2211,所述上脚221的上端与所述架板210通过纵向的转轴连接;所述下脚222的上端设有可与所述定位孔2211配合定位的弹性销钉2221,所述下脚222的下端呈锥状。优选地,上脚221的定位孔2211设有8个,可以进行较大范围内的伸缩,按下弹性销钉2221后即可进行伸缩,弹性销钉2221在弹簧的弹力作用下伸出有可以插入定位孔2211内进行定位。弹性销钉2221包括销钉和销钉后方的弹簧。
其中,竖向位移测量装置300至少设有两个,这样竖向位移测量装置300的测量数据可以综合取平均值,保证数据的有效性,作为优选,竖向位移测量装置300设有3个。各所述竖向位移测量装置300可上下升降地设置在所述台板100上,在进行测量时能够上升靠近单梁的底面。各所述竖向位移测量装置300位于同一竖向平面内,以对单梁的同一竖向平面进行应变的测量,保证测量点在一条直线上。
具体地,所述竖向位移测量装置300为竖向光栅尺,可对单梁的细微的形变位移进行测量,精度高。相邻的两个竖向光栅尺间距为45cm,满足1m宽及1.24m宽梁底面布置要求。
具体地,所述台板100上固定有第二升降架130,所述第二升降架130设有供所述竖向位移测量装置300上下滑动的纵向的第二滑孔131,所述第二滑孔131的侧壁上还设有第三螺纹孔132,所述第三螺纹孔132内设有第二锁紧螺钉133用于将所述竖向位移测量装置300锁紧固定在所述第二滑孔131内。即在测量前,可以将第二锁紧螺钉133调松,将竖向位移测量装置300上升至与单梁的底面贴近,以进行测量,适应不同的架梁高度,调好高度后,拧紧第二锁紧螺钉133,固定好竖向位移测量装置300。
其中,所述水平位移测量装置400的数量、位置与所述竖向位移测量装置300的数量、位置一一对应。当竖向位移测量装置300有3个时,水平位移测量装置400的数量也有3个。
每一所述水平位移测量装置400包括固定参照件410、活动参照件420和水平尺寸测量装置430,所述固定参照件410、活动参照件420分别位于对应的所述竖向位移测量装置300的两侧且竖直设置,以对同一检测点进行水平位移和竖向位移的测量。
所述固定参照件410可上下升降地设置在所述台板100上,所述活动参照件420通过一连接杆440与所述固定参照件410可拆卸连接,所述固定参照件410和所述活动参照件420的上端用于与待测单梁固定连接且两上端相平齐。测试前,当固定参照件410上升时,活动参照件420也一起上升,使得两者能够同时与单梁的底面接触,与单梁的底面接触并固定后,就可以将活动参照件420与连接杆440之间拆卸分离,这样,在开始加载测试后,单梁发生形变,活动参照件420能够随着单梁的形变与固定参照件410之间发生位移。
所述水平尺寸测量装置430位于所述活动参照件420的一侧且所述水平尺寸测量装置430的测量端对准所述水平活动参照件420,用于测量出活动参照件420的水平位移。活动参照件420和固定参照件410之间的初始的水平距离为连接杆440的长度,连接杆440的长度L=100mm。
具体地,所述固定参照件410和/或所述活动参照件420的上端面为胶粘面450,所述胶粘面450上设有若干存胶凹槽460。固定参照件410和/或所述活动参照件420与单梁的底面固定连接采用胶粘的方式进行固定,在固定参照件410上升前,在固定参照件410和/或所述活动参照件420的胶粘面450上涂上胶水,存胶凹槽460的设置可以增大胶水与固定参照件410、所述活动参照件420与单梁底面的接触面积,增加强度,保证固定参照件410、所述活动参照件420和单梁连接牢固。
所述连接杆440水平设置且一端与所述固定参照件410的下端固定连接,另一端与所述活动参照件420可拆卸连接。所述连接杆440靠近所述活动参照件420的一端设有水平的第一螺纹孔441,所述活动参照件420的下端设有水平的通孔421;一固定螺钉442依次插入所述通孔421、所述第一螺纹孔441将所述活动参照件420与所述连接杆440相固定。通过固定螺钉442来实现连接杆440和活动参照件420的可拆卸连接。
为了保证活动参照件420与连接杆440后是竖直的,所述连接杆440靠近所述活动参照件420的端面上设有凸出的、纵向设置的定位凸条443,所述活动参照件420的下端设有供所述定位凸条443嵌入的导向定位槽422。由于定位凸条443是纵向设置的,在于导向定位槽422配合后,自然能够保证活动参照件420是竖直的。
为了实现固定参照件410在台板100上的上下升降,所述台板100上固定有第一升降架120,所述第一升降架120设有供所述固定参照件410上下滑动的纵向的第一滑孔121,所述第一滑孔121的侧壁上开设有供所述连接杆440上下升降的纵向的第一升降槽122,所述第一滑孔121的侧壁上还设有第二螺纹孔123,所述第二螺纹孔123内设有第一锁紧螺钉124用于将所述固定参照件410锁紧固定在所述第一滑孔121内。即在测量前,可以将第一锁紧螺钉124调松,将固定参照件410、活动参照件420上升至与单梁的底面贴近,以进行测量,适应不同的架梁高度,调好高度后,拧紧第一锁紧螺钉124,固定好固定参照件410。
其中,所述水平位移测量装置400为引申计,所述固定参照件410为第一引伸计竖杆,所述活动参照件420为第二引申计竖杆,所述水平尺寸测量装置430为水平光栅尺,水平光栅尺精度为0.0001mm,第一引伸计竖杆、第二引伸计竖杆的测量分辨力度为1με。
其中,读数仪500与所述竖向位移测量装置300、所述水平尺寸测量装置430分别通过引线510电连接,每一所述引线510的长度大于所述单梁的长度。通过读数仪500来读取竖向位移测量装置300、水平尺寸测量装置430的数据。引线510的长度大于单梁的长度,所有测点均通过测线引至加载区域以外,保证测试人员不受加载区域可能发生意外的影响。
基于以上的结构,以下简述本一体式测量装置的使用过程:
单梁架好,将本一体式测量装置移动到单梁的下方;
调整高度调节脚架200的高度,使的台板100上的竖向光栅尺、第一引伸计竖杆、第二引申计竖杆的上端稍靠近单梁底面,竖向光栅尺在梁同一竖向截面布置,第一引伸计竖杆、第二引申计竖杆在梁同一横截面纵向布置,此时竖向光栅尺的尺尖应稍高出第一引伸计竖杆、第二引申计竖杆的上端10mm,保证接触单梁底面时,竖向光栅尺存在初读数;
用砂纸打磨竖向光栅尺、第一引伸计竖杆、第二引申计竖杆上方的测试点并清洗干净,在第一引伸计竖杆、第二引申计竖杆的胶粘面450上涂上胶水,将磨竖向光栅尺、第一引伸计竖杆、第二引申计竖杆上升与单梁底面接触;
待第一引伸计竖杆、第二引申计竖杆与单梁粘接固定后,松开固定螺孔,使第二引伸计与连接杆440分离;
对单梁进行加载载荷,通过读数仪500读取竖向光栅尺、水平光栅尺的数据,将数据整理得到单梁因载荷产生的挠度应变。
本发明所述的单梁检测挠度应变的一体式测量装置的其它内容参见现有技术,在此不再赘述。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,故凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。