CN112924552A - 一种可跨横撑的钢管混凝土超声检测架及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可跨横撑的钢管混凝土超声检测架及其检测方法，改善了现有技术中钢管混凝土拱桥拱肋质量检测中的问题。该发明中工作平台下部设有行走装置，工作平台靠近桥梁内侧一侧的上表面设有配重平衡装置，该侧边设有内侧测量摆臂收放监测装置和内侧测量摆臂控制装置，其中内侧测量摆臂收放监测装置沿行走方向上位于内侧测量摆臂控制装置的前方，工作平台远离跨梁一侧设有外侧测量摆臂控制装置，工作平台中部的上表面处开有上侧脱空检测孔，上侧脱空检测孔的一侧设有上侧测量摆臂控制装置，上侧测量摆臂控制装置的底端设有超声波探头装置，工作平台前侧设有行进扶正微调控制装置。该技术可代替人工测量，人在桥面上避免高空操作的隐患。

Description

一种可跨横撑的钢管混凝土超声检测架及其检测方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，特别是涉及一种可跨横撑的钢管混凝土超声检测架及其检测方法。

背景技术

近些年，钢管混凝土在超高层建筑和大跨桥梁中得到广泛应用，其截面以圆形为主。钢管和混凝土相辅相成，一方面钢管类似箍筋，使得混凝土三向受压，抗压能力增强，另一方面，内填混凝土又解决了钢管潜在的失稳问题。

随着实际工程中钢管混凝土应用的增多，发现很多内部混凝土和钢管内表面存在空隙，称为脱空。脱空的间隙很小的有时也称为脱粘，主要是温度作用下钢管径向膨胀造成的二者脱离。在建筑结构中，主要是这种界面脱离造成径向的脱粘。脱空直接影响钢管和混凝土的共同作用，且多数设计规范目前尚未考虑脱空的影响。钢管混凝土拱桥的拱肋暴露在野外，且采用泵送混凝土灌注，一般认为，按照相关的工艺标准进行施工，混凝土的内部即可达到密实，但混凝土和钢管间的脱空不可避免。

从外表无法观察钢管内部混凝土的状况，如何检测实际工程结构中钢管混凝土的脱空引起了关注。现行检测方法主要有超声波法、敲击法、瞬态冲击法和压电陶瓷检测方法等。其中最简单的为敲击法，但检测受到人为因素的影响较大，且时间稍长人就会疲劳，影响判断结果。另外，施工中的拱肋一般没有安装人行通道，检测人员无法直接靠近检测，搭设临时设施或租用升降车费用太高，且检测耗时太长，还有一些桥梁两侧的钢管混凝土拱肋是通过横撑加强的，这种情况下，钢管混凝土拱肋的质量检测一般采用吊机将作业人员送到高处。作业过程中需要吊车不断调整吊篮位置，检测很不方便，耗时长，租赁费用高，且存在安全隐患。

发明内容

本发明克服了现有技术中钢管混凝土拱桥拱肋质量检测中存在的问题，提供一种结构合理、使用效果好的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架及其检测方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构和方法的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架及其检测方法：含有工作平台、行走装置、配重平衡装置、内侧测量摆臂控制装置、内侧测量摆臂收放监测装置、外侧测量摆臂控制装置、上侧测量摆臂控制装置、行进扶正微调控制装置和超声波探头装置，其中工作平台下部设有行走装置，工作平台靠近桥梁内侧一侧的上表面设有配重平衡装置，该侧边设有内侧测量摆臂收放监测装置和内侧测量摆臂控制装置，其中内侧测量摆臂收放监测装置沿行走方向上位于内侧测量摆臂控制装置的前方，工作平台远离跨梁一侧设有外侧测量摆臂控制装置，工作平台中部的上表面处开有上侧脱空检测孔，上侧脱空检测孔的一侧设有上侧测量摆臂控制装置，上侧测量摆臂控制装置的底端设有超声波探头装置，工作平台前侧设有行进扶正微调控制装置。

优选地，所述行走装置含有驱动后轮和支撑前轮，其外表面均设有橡胶垫层，其中驱动后轮的端部通过链传动连接位于工作平台上的涡轮蜗杆减速机和驱动电机，驱动后轮中部的直径小于两端的直径，支撑前轮为左右对称的两个锥形轮，其中部通过转轴连接在一起，端部通过支撑架连接在工作平台的下底面。

优选地，所述行进扶正微调控制装置含有蓄电池、导线、两个水银水平开关和两个纠偏电磁铁，其中水银水平开关位于工作平台上表面的中部，两个水银水平开关通过导线分别和相对侧的纠偏电磁铁串联后接入蓄电池，纠偏电磁铁分别位于支撑前轮两端支撑架的下表面，纠偏电磁铁的吸合面距离钢管混凝土的表面为0.5-2cm。

优选地，所述内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置沿行走方向对称分布，其均含有弧形齿条板和齿条板进给装置，其中齿条板进给装置位于工作平台的侧边处，其内部含有驱动装置和弧形夹持进给槽，驱动装置含有电机、减速机和驱动齿轮，驱动齿轮的齿牙伸入夹持进给槽内，弧形齿条板通过弧形的夹持进给槽和驱动齿轮的齿牙相啮合，弧形齿条板的末端均设有超声波探头装置，电机正反转定转数运行，弧形齿条板定弧长伸缩。

优选地，所述上侧测量摆臂控制装置含有弧形齿条支板、弧形进给装置、配重、弹性延长臂和超声波探头装置，其中弧形齿条支板和钢管混凝土横截面的圆心同心设置，弧形齿条支板的两端固定在工作平台上，弧形齿条支板中部设有弧形进给装置，和弧形进给装置行走方向相垂直的一侧设有配重，另一侧通过弹性延长臂连接超声波探头装置，超声波探头装置伸入上侧脱空检测孔内，弧形进给装置含有托架、电机、减速机和驱动齿轮，电机、减速机和驱动齿轮位于托架上，驱动齿轮的齿牙伸入夹持进给槽内，弧形齿条支板通过弧形的夹持进给槽和驱动齿轮的齿牙相啮合，电机正反转定转数运行，弧形进给装置沿弧形齿条支板定弧长滑动。

优选地，所述超声波探头装置的数量为三个，其均含有壳体、螺栓连接件、超声波探头、电磁铁、伸缩爪、耦合剂储蓄网片、环形伸缩拉簧和电磁铁控制开关，其中壳体的一侧通过螺栓连接件固定在弧形齿条板端部的内侧或弧形进给装置一侧的弹性延长臂的内侧；壳体另一侧的内部套接有超声波探头，内部设有电磁铁；壳体另一侧的外部设有耦合剂储蓄网片，耦合剂储蓄网片为网格状的弹性绵块，外部边缘处设有多个伸缩爪，伸缩爪远离钢管混凝土的一侧套接有环形伸缩拉簧，超声波探头通过探头连接线连接便携式超声波分析仪，电磁铁通过导线和电磁铁控制开关连接蓄电池，电磁铁控制开关内部串联不同的电阻实现多档调压。

优选地，所述内侧测量摆臂收放监测装置含有收放触发摆臂、拉簧、按压开关、缓冲垫和支架，其中收放触发摆臂铰接在工作平台内侧的延伸横梁上，收放触发摆臂的中部通过拉簧连接工作平台内侧的延伸支架上，延伸支架上靠近收放触发摆臂一侧设置有按压开关和缓冲垫。

优选地，所述配重平衡装置含有电动转盘和水平偏心摆轮，其中电动转盘的输出端连接水平偏心摆轮。

使用上述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架的检测方法，含有以下步骤，步骤1，工作平台下方的行走装置驱动其在钢管混凝土桥梁上行走，行走过程中通过配重平衡装置对工作平台的平衡度进行初步微调，扶正微调控制装置对工作平台行走轨迹的笔直度进一步微调；步骤2，工作平台行走时通过两侧分别设置的内侧测量摆臂控制装置、外侧测量摆臂控制装置和上表面设置的上侧测量摆臂控制装置的移动，对钢管混凝土的内侧、外侧和上侧分别按预定的待测角度进行测量；步骤3，内侧测量摆臂收放监测装置的工作与否，会控制内侧测量摆臂控制装置的测量部位进行收放，从而实现其对横撑的翻越。

优选地，含有以下步骤，

步骤1，工作平台上的涡轮蜗杆减速机和驱动电机通过链传动带动驱动后轮转动，电动转盘的圆周运动能够带动水平偏心摆轮通过转动来调整工作平台内侧的重心位置，通过工作平台上表面中部设置的两个水银水平开关来控制两个纠偏电磁铁的导通，导通的纠偏电磁铁通过侧向受力来纠偏支撑前轮的行进轨迹；

步骤2.1，工作平台行走时通过两侧分别设置的内侧测量摆臂控制装置、外侧测量摆臂控制装置和上表面设置的上侧测量摆臂控制装置的移动，对钢管混凝土的内侧、外侧和上侧分别按预定的待测角度进行测量；

步骤2.2，内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置沿行走方向对称分布，其均通过各自的齿条板进给装置中的夹持进给槽和驱动齿轮来带动弧形齿条板定向运动，使弧形齿条板上的超声波探头装置相对上钢管混凝土圆心横截面中圆心的位置和角度产生变化，配合上侧测量摆臂控制装置中弧形齿条支板上运动的超声波探头装置实现上钢管混凝土上侧的脱空测量；

步骤2.3，超声波探头装置中的电磁铁得电吸合，能够挤压耦合剂储蓄网片内部的耦合剂，使其实现多次挤出，超声波探头装置中的电磁铁失电脱离，然后再移动到新的测量角度处得电吸合并测量；

步骤3，内侧测量摆臂收放监测装置中的收放触发摆臂碰到桥梁横撑时，会触发按压开关发出使内侧测量摆臂控制装置中的齿条板进给装置将弧形齿条板收到最高处的工作信号，待其翻越桥梁横撑后，会再次发出使齿条板进给装置继续工作的信号。

与现有技术相比，本发明可跨横撑的钢管混凝土超声检测架及其检测方法具有以下优点：涡轮蜗杆减速机具有单向传动性，十分适合该环境下的精准定位控制。电磁铁吸合力可调，将耦合剂储蓄网片内吸收的耦合剂按照不同的力度压出来，达到一次涂抹，多次使用的效果。水银水平开关精准控制工作平台的左右倾斜度，是根据工作平台前侧行驶轨迹的偏移来达到纠偏的。外侧、内侧和上侧的测量摆臂控制装置可以组合式两两配合工作，完成过圆心测量和顶面区域的集中测量，和人工测量的位置相同，并且实现了机械化和自动化，可完全代替人工测量，操作者在桥面上操作，解除了高空操作的安全隐患。可减少检测人员的的数量，从而节省人工开支，同时省去吊车费用。使用过程快速高效，节约了大量的检测时间。建桥过程中和后期桥梁维护作业中都可以使用，工作的大部分时间不需要吊车进行辅助，避免了压缩吊车租赁时间而快速收工导致测量不够细致的缺陷。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图；

图2是本发明的后视结构示意图；

图3是本发明的前视结构示意图；

图4是本发明中上侧测量摆臂控制装置处的剖视结构示意图；

图5是本发明中弧形齿条板的结构示意图；

图6是本发明中外侧测量摆臂控制装置的工作结构示意图之一；

图7是本发明中外侧测量摆臂控制装置的工作结构示意图之二；

图8是本发明中外侧测量摆臂控制装置的工作结构示意图之三；

图9是本发明中超声波探头装置的结构示意图；

图10是本发明中耦合剂储蓄网片的结构示意图；

图11是本发明中配重平衡装置的结构示意图；

图12是本发明中超声波探头的探测路径示意图之一；

图13是本发明中超声波探头的探测路径示意图之二。

附图说明中标号1是工作平台，2是配重，3是弧形进给装置，4是弧形齿条支板，5是齿条板进给装置，6是弧形齿条板，7是弹性延长臂，8是上侧脱空检测孔，9是驱动后轮，10是涡轮蜗杆减速机，11是链条，12是导线，13是延伸横梁，14是电动转盘，15是水平偏心摆轮，16是缓冲垫，17是水银水平开关，18是按压开关，19是支撑前轮，20是横撑，21是上钢管混凝土，22是超声波探头装置，22-1是螺栓连接件，22-2是壳体，22-3是超声波检测线，22-4是耦合剂储蓄网片，22-5是超声波探头，22-6是电磁铁，22-7是伸缩爪，22-8是环形伸缩拉簧，22-9是定位环，23是竖梁，24是下钢管混凝土，25是收放触发摆臂，26是拉簧，27是纠偏电磁铁，28是转轴，29是围栏，30是延伸支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明可跨横撑的钢管混凝土超声检测架及其检测方法作进一步说明：如图所示，本实施例中含有工作平台1、行走装置、配重2平衡装置、内侧测量摆臂控制装置、内侧测量摆臂收放监测装置、外侧测量摆臂控制装置、上侧测量摆臂控制装置、行进扶正微调控制装置和超声波探头22-5装置22，其中工作平台1下部设有行走装置，工作平台1将各个部分的装置进行承托和布局，工作平台1靠近桥梁内侧一侧的上表面设有配重2平衡装置，该侧边设有内侧测量摆臂收放监测装置和内侧测量摆臂控制装置，其中内侧测量摆臂收放监测装置沿行走方向上位于内侧测量摆臂控制装置的前方，工作平台1远离跨梁一侧设有外侧测量摆臂控制装置，工作平台1中部的上表面处开有上侧脱空检测孔8，上侧脱空检测孔8的一侧设有上侧测量摆臂控制装置，上侧测量摆臂控制装置的底端设有超声波探头22-5装置22，工作平台1前侧设有行进扶正微调控制装置。

所述行走装置含有驱动后轮9和支撑前轮19，其外表面均设有橡胶垫层，其中驱动后轮9的端部通过链传动连接位于工作平台1上的涡轮蜗杆减速机10和驱动电机，驱动后轮9中部的直径小于两端的直径，支撑前轮19为左右对称的两个锥形轮，其中部通过转轴28连接在一起，端部通过支撑架连接在工作平台1的下底面。

驱动后轮9上设置橡胶垫层，能够保证其和上钢管混凝土21之间有良好的摩擦力和减震效果，驱动后轮9通过涡轮蜗杆减速机10的传动能够实现驱动的单向传导，可以省去设计刹车装置的的成本。支撑前轮19为左右对称的两个锥形轮，其中部通过转轴28连接在一起，端部通过支撑架连接在工作平台1的下底面。

所述行进扶正微调控制装置含有蓄电池、导线12、两个水银水平开关17和两个纠偏电磁铁27，其中水银水平开关17位于工作平台1上表面的中部，两个水银水平开关17通过导线12分别和相对侧的纠偏电磁铁27串联后接入蓄电池，纠偏电磁铁27分别位于支撑前轮19两端支撑架的下表面，纠偏电磁铁27的吸合面和钢管混凝土的表面为0.5-2cm。

水银水平开关17左右各分布一个，分别精准控制工作平台1的左右倾斜度，支撑前轮19中部设有转轴28，是为了配合行进扶正微调控制装置中的纠偏电磁铁27在微调左右前轮的时候，允许左右前轮的转速出现差异，从而实现工作平台1前侧行驶轨迹的偏移来达到纠偏的。

所述内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置沿行走方向对称分布，其均含有弧形齿条板6和齿条板进给装置5，其中齿条板进给装置5位于工作平台1的侧边处，其内部含有驱动装置和弧形夹持进给槽，驱动装置含有电机、减速机和驱动齿轮，驱动齿轮的齿牙伸入夹持进给槽内，弧形齿条板6通过弧形的夹持进给槽和驱动齿轮的齿牙相啮合，弧形齿条板6的末端均设有超声波探头22-5装置22，电机正反转定转数运行，弧形齿条板6定弧长伸缩。

内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置中均含有齿条板进给装置5，其工作原理和弧形进给装置3的类似，只不过是上侧脱空测量过程中是弧形进给装置3在动，内侧和外侧脱空测量过程中是弧形齿条板6在动来移动超声波探头22-5装置22。

弧形齿条板6在内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置中，被齿条板进给装置5中的驱动装置进行传递，实现其各自上面的超声波探头22-5装置22在上钢管混凝土21上的内外侧检测工作。

所述上侧测量摆臂控制装置含有弧形齿条支板4、弧形进给装置3、配重2和超声波探头22-5装置22，其中弧形齿条支板4和钢管混凝土的圆心同心设置，弧形齿条支板4的两端固定在工作平台1上，弧形齿条支板4中部设有弧形进给装置3，和弧形进给装置3行走方向相垂直的一侧设有配重2，另一侧通过弹性延长臂7连接超声波探头22-5装置22，超声波探头22-5装置22伸入上侧脱空检测孔8内，弧形进给装置3含有托架、电机、减速机和驱动齿轮，电机、减速机和驱动齿轮位于托架上，驱动齿轮的齿牙伸入夹持进给槽内，弧形齿条支板4通过弧形的夹持进给槽和驱动齿轮的齿牙相啮合，电机正反转定转数运行，弧形进给装置3沿弧形齿条支板4定弧长滑动。

弧形齿条支板4是硬支架，弧形进给装置3是个沿着拱形的弧形齿条支板4运动的托架，其内部含有电动机、减速机和动力固定架，其可以在弧形齿条支板4上的180度范围内运动，测量钢管混凝土上侧的脱空情况。

配重2是为了弥补弧形进给装置3另一侧的超声波探头22-5装置22的重量而设计的。弹性延长臂7能够适应超声波探头22-5装置22在吸合钢管混凝土时产生的晃动，对超声波探头22-5装置22垂直贴合在上钢管混凝土21上起到最大的缓冲作用。超声波探头22-5装置22通过工作平台1开设的上侧脱空检测孔8和弹性延长臂7伸入到工作平台1的下部，再靠近上钢管混凝土21的表面。

所述超声波探头22-5装置22的数量为三个，其均含有壳体22-2、螺栓连接件22-1、超声波探头22-5、电磁铁22-6、伸缩爪22-7、耦合剂储蓄网片22-4、环形伸缩拉簧2622-8和电磁铁22-6控制开关，其中壳体22-2的一侧通过螺栓连接件22-1固定在弧形齿条板6端部的内侧或弧形进给装置3一侧的弹性延长臂7的内侧；壳体22-2另一侧的内部套接有超声波探头22-5，内部设有电磁铁22-6；壳体22-2另一侧的外部设有耦合剂储蓄网片22-4，耦合剂储蓄网片22-4为网格状的弹性绵块，外部边缘处设有多个伸缩爪22-7，伸缩爪22-7远离钢管混凝土的一侧套接有环形伸缩拉簧2622-8，超声波探头22-5通过探头连接线连接便携式超声波分析仪，电磁铁22-6通过导线12和电磁铁22-6控制开关连接蓄电池，电磁铁22-6控制开关内部串联不同的电阻实现多档调压。

超声波探头22-5套接在壳体22-2内，一端伸出壳体22-2的侧边。电磁铁22-6通电带有磁性后，会吸附在钢管混凝土上，随着吸附力量的变化，可以将耦合剂储蓄网片22-4内吸收的耦合剂按照不同的力度压出来，达到一次涂抹，多次使用的效果，没有耦合剂储蓄网片22-4和可调吸附力度的电磁铁22-6控制开关，耦合剂一次吸合的过程就被挤压分散了，检测人员不得不一次吸合一次涂抹，另外弹性的耦合剂储蓄网片22-4可以更好的适应非绝对平面的钢管混凝土的外表面，伸缩爪22-7配合其外侧的定位环22-9内套接的环形伸缩拉簧2622-8的收紧和扩张，能够实现耦合剂储蓄网片22-4只有在工作时才能接触到钢管混凝土，不至于把耦合剂蹭的到处都是，耦合剂可以选用凡士林膏，或者黄油等。

所述内侧测量摆臂收放监测装置含有收放触发摆臂25、拉簧26、按压开关18、缓冲垫16和支架，其中收放触发摆臂25铰接在工作平台1内侧的延伸横梁13上，收放触发摆臂25的中部通过拉簧26连接工作平台1内侧的延伸支架30上，延伸支架30上靠近收放触发摆臂25一侧设置有按压开关18和缓冲垫16。

延伸横梁13能够将其和行进方向后方的超声波探头22-5装置22在空间上错开，使彼此工作范围不受干扰。缓冲垫16能够减缓收放触发摆臂25越过横撑20后，在拉簧26的作用下恢复触发状态时造成的冲击。按压开关18的触发动作代表了收放触发摆臂25正在越过横撑20，越过后其会在拉簧26的作用下恢复原状，继续保持对按压开关18的挤压，其中按压开关18是常开式触头，其为内侧测量摆臂控制装置中齿条板进给装置5收缩弧形齿条板6动作的开关。

所述配重2平衡装置含有电动转盘14和水平偏心摆轮15，其中电动转盘14的输出端连接水平偏心摆轮15。

电动转盘14是通过电动机和减速机组合成的旋转部件，其带动水平偏心摆轮15转动，能够将其中心在平衡点的左侧、右侧往返微调，来适应工作平台1左侧垂下来的各种检测信号线和控制线等。工作平台1上的电源线，内侧测量摆臂控制装置、外侧测量摆臂控制装置和上侧测量摆臂控制装置中的运动控制导线12，配重2平衡装置中的转动控制导线12、超声波探头22-5的信号传输线的，超声波探头22-5装置22中电磁铁22-6吸合所需的控制导线12等线束，均缠绕在工作平台1的外侧边缘处，垂落到桥面工作人员的操控工作盘上，工作盘上的各种控制开关，会根据人手指的控制习惯、开关的操作频繁度和精准度进行布局，从而达到高效便捷的操控过程。

一种使用上述可跨横撑20的钢管混凝土超声检测架及其检测方法的检测方法，含有以下步骤，

步骤1，装置的安装阶段，通过吊装设备将超声检测架吊到钢管混凝土的上钢管处并扶正，使超声检测架中工作平台1的重心位于上钢管的中心面上。

步骤2，装置的行走阶段，扶正后的工作平台1通过驱动电机带动涡轮蜗杆减速机10带动驱动后轮9转动，驱动后轮9上有橡胶垫层，能够保证爬升过程中产生足够的摩擦力，行走过程中如果发现工作平台1有倾斜的现象或趋势，此时通过电动转盘14的控制开关，调节电动转盘14进行圆周运动，带动水平偏心摆轮15的转动来调整工作平台1内侧的重心位置，进一步地，还通过工作平台1上表面中部设置的两个水银水平开关17来控制工作平台1前侧的两个纠偏电磁铁27的选择性导通，导通的纠偏电磁铁27通过侧向受力来纠偏支撑前轮19的行进轨迹。

步骤3.1，装置在测量阶段，工作平台1行走时通过两侧分别设置的内侧测量摆臂控制装置、外侧测量摆臂控制装置和上表面设置的上侧测量摆臂控制装置的移动，对钢管混凝土的内侧、外侧和上侧分别按预定的待测角度进行测量，其中桥梁外侧的测量顺序如图12中为过上钢管混凝土21轴线的A-A1’，A-A2’，A-A3’，A-A4’，然后A-A’，B-B’，C-C’，D-D’，按照这个顺序测量的时候，内侧测量摆臂控制装置、外侧测量摆臂控制装置和上侧测量摆臂控制装置中的齿条板进给装置5的工作繁忙度最低，当然也可以先测A-A’，B-B’，C-C’，D-D’，再测A-A1’，A-A2’，A-A3’，A-A4’。

桥梁内侧的测量顺序如图13中为过上钢管混凝土21轴线的A’-A1，A’-A2，A’-A3，A’-A4，然后A’-A，B’-B，C’-C，D’-D，按照这个顺序测量的时候，内侧测量摆臂控制装置、外侧测量摆臂控制装置和上侧测量摆臂控制装置中的齿条板进给装置5的工作繁忙度最低，当然也可以先测A’-A，B’-B，C’-C，D’-D，再测A’-A1，A’-A2，A’-A3，A’-A4。

步骤3.2，装置在测量阶段，内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置沿行走方向对称分布，其均通过各自的齿条板进给装置5中的夹持进给槽和驱动齿轮来带动弧形齿条板6定向运动，使弧形齿条板6上的超声波探头22-5装置22相对上钢管混凝土21圆心横截面中圆心的位置和角度产生变化，配合上侧测量摆臂控制装置中弧形齿条支板4上运动的超声波探头22-5装置22实现上钢管混凝土21上侧的脱空测量，超声波探头22-5装置22和上钢管混凝土21外壁的接触状态通过开关实现可控，内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置中的夹持进给槽，上侧测量摆臂控制装置中的均通过控制线，缠绕在工作平台1上，再垂落到桥面的检测人员的操控工作盘上。

步骤3.3，装置中超声波探头22-5工作过程如下，超声波探头22-5装置22中的电磁铁22-6得电吸合，能够挤压耦合剂储蓄网片22-4内部的耦合剂，使其实现多次挤出，超声波探头22-5装置22中的电磁铁22-6失电脱离，然后再移动到新的测量角度处得电吸合并测量，超声波探头22-5的信号线缠绕在工作平台1上，再垂落到桥面的检测人员的操控工作盘上。

步骤4，装置在横撑20翻越阶段，内侧测量摆臂收放监测装置中的收放触发摆臂25碰到桥梁横撑20时，会触发按压开关18发出使内侧测量摆臂控制装置中的齿条板进给装置5将弧形齿条板6收到最高处的工作信号，待其翻越桥梁横撑20后，内侧弧形齿条板6会再次具备完成一个新的横撑20间隔内的测量，会再次发出使齿条板进给装置5继续工作的信号。

Claims (10)

1.一种可跨横撑的钢管混凝土超声检测架，其特征在于：含有工作平台、行走装置、配重平衡装置、内侧测量摆臂控制装置、内侧测量摆臂收放监测装置、外侧测量摆臂控制装置、上侧测量摆臂控制装置、行进扶正微调控制装置和超声波探头装置，其中工作平台下部设有行走装置，工作平台靠近桥梁内侧一侧的上表面设有配重平衡装置，该侧边设有内侧测量摆臂收放监测装置和内侧测量摆臂控制装置，其中内侧测量摆臂收放监测装置沿行走方向上位于内侧测量摆臂控制装置的前方，工作平台远离跨梁一侧设有外侧测量摆臂控制装置，工作平台中部的上表面处开有上侧脱空检测孔，上侧脱空检测孔的一侧设有上侧测量摆臂控制装置，上侧测量摆臂控制装置的底端设有超声波探头装置，工作平台前侧设有行进扶正微调控制装置。

2.根据权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架，其特征在于：所述行走装置含有驱动后轮和支撑前轮，其外表面均设有橡胶垫层，其中驱动后轮的端部通过链传动连接位于工作平台上的涡轮蜗杆减速机和驱动电机，驱动后轮中部的直径小于两端的直径，支撑前轮为左右对称的两个锥形轮，其中部通过转轴连接在一起，端部通过支撑架连接在工作平台的下底面。

3.根据权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架，其特征在于：所述行进扶正微调控制装置含有蓄电池、导线、两个水银水平开关和两个纠偏电磁铁，其中水银水平开关位于工作平台上表面的中部，两个水银水平开关通过导线分别和相对侧的纠偏电磁铁串联后接入蓄电池，纠偏电磁铁分别位于支撑前轮两端支撑架的下表面，纠偏电磁铁的吸合面距离钢管混凝土的表面为0.5-2cm。

4.根据权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架，其特征在于：所述内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置沿行走方向对称分布，其均含有弧形齿条板和齿条板进给装置，其中齿条板进给装置位于工作平台的侧边处，其内部含有驱动装置和弧形夹持进给槽，驱动装置含有电机、减速机和驱动齿轮，驱动齿轮的齿牙伸入夹持进给槽内，弧形齿条板通过弧形的夹持进给槽和驱动齿轮的齿牙相啮合，弧形齿条板的末端均设有超声波探头装置，电机正反转定转数运行，弧形齿条板定弧长伸缩。

5.根据权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架，其特征在于：所述上侧测量摆臂控制装置含有弧形齿条支板、弧形进给装置、配重、弹性延长臂和超声波探头装置，其中弧形齿条支板和钢管混凝土横截面的圆心同心设置，弧形齿条支板的两端固定在工作平台上，弧形齿条支板中部设有弧形进给装置，和弧形进给装置行走方向相垂直的一侧设有配重，另一侧通过弹性延长臂连接超声波探头装置，超声波探头装置伸入上侧脱空检测孔内，弧形进给装置含有托架、电机、减速机和驱动齿轮，电机、减速机和驱动齿轮位于托架上，驱动齿轮的齿牙伸入夹持进给槽内，弧形齿条支板通过弧形的夹持进给槽和驱动齿轮的齿牙相啮合，电机正反转定转数运行，弧形进给装置沿弧形齿条支板定弧长滑动。

6.根据权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架，其特征在于：所述超声波探头装置的数量为三个，其均含有壳体、螺栓连接件、超声波探头、电磁铁、伸缩爪、耦合剂储蓄网片、环形伸缩拉簧和电磁铁控制开关，其中壳体的一侧通过螺栓连接件固定在弧形齿条板端部的内侧或弧形进给装置一侧的弹性延长臂的内侧；壳体另一侧的内部套接有超声波探头，内部设有电磁铁；壳体另一侧的外部设有耦合剂储蓄网片，耦合剂储蓄网片为网格状的弹性绵块，外部边缘处设有多个伸缩爪，伸缩爪远离钢管混凝土的一侧套接有环形伸缩拉簧，超声波探头通过探头连接线连接便携式超声波分析仪，电磁铁通过导线和电磁铁控制开关连接蓄电池，电磁铁控制开关内部串联不同的电阻实现多档调压。

7.根据权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架，其特征在于：所述内侧测量摆臂收放监测装置含有收放触发摆臂、拉簧、按压开关、缓冲垫和支架，其中收放触发摆臂铰接在工作平台内侧的延伸横梁上，收放触发摆臂的中部通过拉簧连接工作平台内侧的延伸支架上，延伸支架上靠近收放触发摆臂一侧设置有按压开关和缓冲垫。

8.根据权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架，其特征在于：所述配重平衡装置含有电动转盘和水平偏心摆轮，其中电动转盘的输出端连接水平偏心摆轮。

9.一种使用权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测架的检测方法，其特征在于：含有以下步骤，

步骤1，工作平台下方的行走装置驱动其在钢管混凝土桥梁上行走，行走过程中通过配重平衡装置对工作平台的平衡度进行初步微调，扶正微调控制装置对工作平台行走轨迹的笔直度进一步微调；

步骤2，工作平台行走时通过两侧分别设置的内侧测量摆臂控制装置、外侧测量摆臂控制装置和上表面设置的上侧测量摆臂控制装置的移动，对钢管混凝土的内侧、外侧和上侧分别按预定的待测角度进行测量；

步骤3，内侧测量摆臂收放监测装置的工作与否，会控制内侧测量摆臂控制装置的测量部位进行收放，从而实现其对横撑的翻越。

10.根据权利要求1所述的可跨横撑的钢管混凝土超声检测方法，其特征在于：含有以下步骤，

步骤1，工作平台上的涡轮蜗杆减速机和驱动电机通过链传动带动驱动后轮转动，电动转盘的圆周运动能够带动水平偏心摆轮通过转动来调整工作平台内侧的重心位置，通过工作平台上表面中部设置的两个水银水平开关来控制两个纠偏电磁铁的导通，导通的纠偏电磁铁通过侧向受力来纠偏支撑前轮的行进轨迹；

步骤2.1，工作平台行走时通过两侧分别设置的内侧测量摆臂控制装置、外侧测量摆臂控制装置和上表面设置的上侧测量摆臂控制装置的移动，对钢管混凝土的内侧、外侧和上侧分别按预定的待测角度进行测量；

步骤2.2，内侧测量摆臂控制装置和外侧测量摆臂控制装置沿行走方向对称分布，其均通过各自的齿条板进给装置中的夹持进给槽和驱动齿轮来带动弧形齿条板定向运动，使弧形齿条板上的超声波探头装置相对上钢管混凝土圆心横截面中圆心的位置和角度产生变化，配合上侧测量摆臂控制装置中弧形齿条支板上运动的超声波探头装置实现上钢管混凝土上侧的脱空测量；

步骤2.3，超声波探头装置中的电磁铁得电吸合，能够挤压耦合剂储蓄网片内部的耦合剂，使其实现多次挤出，超声波探头装置中的电磁铁失电脱离，然后再移动到新的测量角度处得电吸合并测量；

步骤3，内侧测量摆臂收放监测装置中的收放触发摆臂碰到桥梁横撑时，会触发按压开关发出使内侧测量摆臂控制装置中的齿条板进给装置将弧形齿条板收到最高处的工作信号，待其翻越桥梁横撑后，会再次发出使齿条板进给装置继续工作的信号。

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