CN114740090A - 专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁技术领域，具体公开了专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，包括移动组件和检测组件，所述移动组件和检测组件之间设有伸缩结构。本发明通过滑动的方式通过伸缩轴来使得拱形架上的检测组件滑动，并且通过检测组件内的轮子转动来使得内部的锤子不断敲击钢管，最后通过敲击的声音判断钢管内是否存在脱空现象，并且检测组件内设置往复结构，通过往复结构来使得锤子的单向旋转变成双向往复旋转，使得节省了内部空间，并且使得锤子消耗的功变小，起到节能作用，还通过拼接和气缸的方式使得设备能够跨越桥横架，使得检测组件能够一次性检测整座桥，避免了横架导致设备不能运行的情况。

Description

专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，具体公开了专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备。

背景技术

跨度桥梁建设要求使用高强、轻质且便于施工的工程材料，并希望结构具有较好的延性和恢复性能，钢管混凝土组合材料用于拱桥中可以大大减轻桥梁的自重，还可以在很大程度上改善结构动力性能,,但由于混凝土和钢管在材料特性、施工、受力等因素作用下，经常出现管内混凝土脱空现象，钢管混凝土脱空将直接影响和改变钢管混凝土的受力状况，极大的降低钢管拱的承载能力,导致拱肋的强度不够，时间过长桥梁塌陷危机大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，以解决钢管混凝土拱桥钢管脱空的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，所述检测设备包括移动组件和检测组件，所述移动组件和检测组件之间设有伸缩结构，所述桥架由两根拱形架、竖直支撑架和横架构成，其中拱形架的中间凹陷两边凸出，该桥还包括由桥面支撑桩，支撑桩中间设有栏杆，支撑桩还用于固定拱形架，并且移动组件、检测组件和伸缩结构均设有两组，两组所述动组件、检测组件和伸缩结构分别设于桥的两侧，使得设备能够同时检测两个拱形架。

优选的，所述伸缩结构包括伸缩轴、轴承和检测连接器，所述检测连接器与伸缩轴和检测组件连接的两个面均设有开槽，所述轴承固定于开槽内，所述检测连接器与检测组件直接按设有连接轴，所述连接轴与检测组件固定连接，通过伸缩轴移动使得检测连接器移动，但是检测连接器的移动轨迹时按照拱形架决定，在检测连接器移动时，他与拱形架的相对位置关系会改变，而轴承则会跟着改变，使得检测组件始终对齐拱形架的圆心。

优选的，所述检测组件包括轮轴结构、传动结构、往复结构和敲击结构，所述轮轴结构、传动结构、往复结构和敲击结构外侧设有固定外壳，所述固定外壳上侧设有拉伸结构，所述固定外壳下侧开口，所述固定外壳内凹，所述固定外壳下侧与轮轴结构连接处设有开口，所述固定外壳由左右两边组成，所述固定外壳中间连接处设有合页，所述轮轴结构包括固定器、移动轮和延申轮轴，所述固定器与移动轮活动连接，所述延申轮轴的轴线与移动轮的轴线共线，固定器使得移动轮可以固定在固定外壳上，延申轮轴实现了移动轮转动带动延申轮轴转动，并且在固定外壳内还设有声音收集器，用于收集锤子敲击拱形架的声音。

优选的，所述传动结构包括锥齿轮组和传动杆，所述锥齿轮组设有两组，两组所述锥齿轮组分别设于传动杆两端，所述上侧锥齿轮组与往复结构固定连接，锥齿轮组包括有两个锥齿轮，且两个锥齿轮啮合，传动结构在此除了进行传动以外，还实现了转动方向的变向，把水平转动变成了竖直转动。

优选的，所述往复结构包括往复齿轮组、方形滑块、圆角导轨、移动杆和往复丝杆，往复齿轮组包括有第一齿轮、第二齿轮、中轴齿轮和边线齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮与中轴齿轮同轴连接，所述中轴齿轮与边线齿轮啮合，所述边线齿轮的轴固定在方形滑块上，此设计通过第一齿轮转动带动第二齿轮转动，进而使得中轴齿轮和边线齿轮转动，边线齿轮在转动时位置还会移动，进而使得方形滑块在圆角导轨上下左右滑动，进而使得移动杆左右移动，最后使得往复丝杆左右移动。

优选的，所述敲击结构包括固定齿轮组、伸缩转轴、辅助轮和敲击锤，固定齿轮组包括第一固定齿轮、第二固定齿轮、第一固定锥齿轮和第二固定锥齿轮，所述第一固定齿轮与第二固定齿轮啮合，所述第二固定齿轮与第一固定锥齿轮同轴连接，所述第一固定锥齿轮与第二固定锥齿轮啮合，通过往复丝杆左右移动使得固定齿轮组往复转动，进而使得伸缩转轴往复转动，带动敲击锤前后转动，不断的敲击拱形架。

优选的，所述拉伸结构包括固定座、旋转轴和气缸，气缸的气缸套固定于左半边的外壳上，旋转轴由圆柱形转轴和方形连接块组成，气缸的伸缩轴与方形连接块连接，通过气缸工作，来拉伸右半边的外壳，并在合页的作用下使得，右侧的外壳逆时针向外翻起，此时旋转轴旋转，配合气缸的拉伸，与此同时伸缩转轴也会向外延长，并且在气缸侧面设有控制器，控制器预先设有程序，当设备运动一定时间后，控制气缸工作，以使得设备能够跨越横架与拱形架的连接处。

优选的，所述移动组件包括步进电机、联轴器、滑动丝杆、滑块和滑轨，，步进电机工作，通过联轴器使得滑动丝杆转动，但是在滑轨的作用下，滑块只能在滑轨上滑动，滑块滑动在伸缩轴的作用下使得检测组件沿着拱形架运动，在检测组件运动的同时，滑块不断的伸长和缩短，以保证检测组件的顺利运行。

本方案的工作原理及有益效果在于：

本发明通过滑动的方式通过伸缩轴来使得拱形架上的检测组件滑动，并且通过检测组件内的轮子转动来使得内部的锤子不断敲击钢管，最后通过敲击的声音判断钢管内是否存在脱空现象，并且检测组件内设置往复结构，通过往复结构来使得锤子的单向旋转变成双向往复旋转，使得节省了内部空间，并且使得锤子消耗的功变小，起到节能作用，还通过拼接和气缸的方式使得设备能够跨越桥横架，使得检测组件能够一次性检测整座桥，避免了横架导致设备不能运行的情况。

附图说明

图1为本发明专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备实施例的立体结构示意图；

图2为图1A处的放大示意图；

图3为本发明专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备实施例中检测组件的结构示意图；

图4为本发明专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备实施例中检测组件的内部结构示意图；

图5为图4B处的放大示意图；

图6为本发明专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备检测组件的内部结构示意图；

图7为本发明专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备实施例中往复结构的结构示意图；

图8为图7C处的放大示意图；

图9为本发明专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备实施例中往复结构的结构示意图。

附图中标记如下：移动组件1、检测组件2、轮轴结构201、固定器2011、移动轮2012、延申轮轴2013、传动结构202、锥齿轮组2021、传动杆2022、往复结构203、往复齿轮组2031、方形滑块2032、圆角导轨2033、移动杆2034、往复丝杆2035、第一齿轮2036、第二齿轮2037、中轴齿轮2038、边线齿轮2039、敲击结构204、固定齿轮组2041、伸缩转轴2042、辅助轮2043、敲击锤2044、第一固定齿轮2045、第二固定齿轮2046、第一固定锥齿轮2047、第二固定锥齿轮2048、固定外壳205、拉伸结构206、固定座2061、旋转轴2062、气缸2063、伸缩结构3、伸缩轴301、轴承302、检测连接器303。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例

如图1-9所示,专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，检测设备包括移动组件1和检测组件2，移动组件1固定在桥侧面，检测组件2设于桥架上，移动组件1和检测组件2之间设有伸缩结构3，桥架由两根拱形架、竖直支撑架和横架构成，其中拱形架的中间凹陷两边凸出，该桥还包括由桥面支撑桩，支撑桩中间设有栏杆，支撑桩还用于固定拱形架，并且移动组件1、检测组件2和伸缩结构3均设有两组，两组动组件1、检测组件2和伸缩结构3分别设于桥的两侧，使得设备能够同时检测两个拱形架。

伸缩结构3包括伸缩轴301、轴承302和检测连接器303，检测连接器303与伸缩轴301和检测组件2连接的两个面均设有开槽，轴承302固定于开槽内，检测连接器303与检测组件2直接按设有连接轴，连接轴与检测组件2固定连接，通过伸缩轴301移动使得检测连接器303移动，但是检测连接器303的移动轨迹时按照拱形架决定，在检测连接器303移动时，他与拱形架的相对位置关系会改变，而轴承302则会跟着改变，使得检测组件2始终对齐拱形架的圆心。

检测组件2包括轮轴结构201、传动结构202、往复结构203和敲击结构204，轮轴结构201、传动结构202、往复结构203和敲击结构204外侧设有固定外壳205，固定外壳205上侧设有拉伸结构206，固定外壳205下侧开口，固定外壳205内凹，固定外壳205下侧与轮轴结构201连接处设有开口，固定外壳205由左右两边组成，固定外壳205中间连接处设有合页，轮轴结构201包括固定器2011、移动轮2012和延申轮轴2013，固定器2011与移动轮2012活动连接，延申轮轴2013的轴线与移动轮2012的轴线共线，固定器2011使得移动轮2012可以固定在固定外壳205上，延申轮轴2013实现了移动轮2012转动带动延申轮轴2013转动。

传动结构202包括锥齿轮组2021和传动杆2022，锥齿轮组2021设有两组，锥齿轮组2021包括有两个锥齿轮，且两个锥齿轮啮合，传动结构202在此除了进行传动以外，还实现了转动方向的变向，把水平转动变成了竖直转动。

往复结构203包括往复齿轮组2031、方形滑块2032、圆角导轨2033、移动杆2034和往复丝杆2035，往复齿轮组2031包括有第一齿轮2036、第二齿轮2037、中轴齿轮2038和边线齿轮2039，第一齿轮2036与第二齿轮2037啮合，第二齿轮2037与中轴齿轮2038同轴连接，中轴齿轮2038与边线齿轮2039啮合，边线齿轮2039的轴固定在方形滑块2032上，此设计通过第一齿轮2036转动带动第二齿轮2037转动，进而使得中轴齿轮2038和边线齿轮2039转动，边线齿轮2039在转动时位置还会移动，进而使得方形滑块2032在圆角导轨2033上下左右滑动，进而使得移动杆2034左右移动，最后使得往复丝杆2035左右移动。

敲击结构204包括固定齿轮组2041、伸缩转轴2042、辅助轮2043和敲击锤2044，固定齿轮组2041包括第一固定齿轮2045、第二固定齿轮2046、第一固定锥齿轮2047和第二固定锥齿轮2048，第一固定齿轮2045与第二固定齿轮2046啮合，第二固定齿轮2046与第一固定锥齿轮2047同轴连接，第一固定锥齿轮2047与第二固定锥齿轮2048啮合，通过往复丝杆2035左右移动使得固定齿轮组2041往复转动，进而使得伸缩转轴2042往复转动，带动敲击锤2044前后转动，不断的敲击拱形架。

拉伸结构206包括固定座2061、旋转轴2062和气缸2063，气缸2063的气缸套固定于左半边的外壳上，旋转轴2062由圆柱形转轴和方形连接块组成，气缸的伸缩轴与方形连接块连接，通过气缸工作，来拉伸右半边的外壳，并在合页的作用下使得，右侧的外壳逆时针向外翻起，此时旋转轴2062旋转，配合气缸的拉伸，与此同时伸缩转轴2042也会向外延长，并且在气缸侧面设有控制器，控制器预先设有程序，当设备运动一定时间后，控制气缸工作，以使得设备能够跨越横架与拱形架的连接处。

移动组件1包括步进电机101、联轴器102、滑动丝杆103、滑块104和滑轨105，步进电机101工作，通过联轴器102使得滑动丝杆103转动，但是在滑轨的作用下，滑块104只能在滑轨105上滑动，滑块104滑动在伸缩轴301的作用下使得检测组件2沿着拱形架运动，在检测组件2运动的同时，滑块104不断的伸长和缩短，以保证检测组件2的顺利运行。

上述的专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备的使用方法，包括以下步骤：

S1,步进电机101工作，通过联轴器102使得滑动丝杆103转动，但是在滑轨的作用下，滑块104只能在滑轨105上滑动，滑块104滑动在伸缩轴301的作用下使得检测组件2沿着拱形架运动，在检测组件2运动的同时，滑块104不断的伸长和缩短，以保证检测组件2的顺利运行；

S2,在检测组件2移动时，因为力的作用使得移动轮2012和辅助轮2043转动，并通过延申轮轴2013转动，再通过传动结构202使得往复结构203工作，往复结构203工作通过固定齿轮组2041使得伸缩转轴2042往复转动，伸缩转轴2042往复转动使得敲击锤2044不断的敲击拱形架的上侧，声音收集器收集声音，用于后期的分析。

S3,在设备遇到横架时，通过气缸2063工作，来拉伸右半边的外壳，并在合页的作用下使得，右侧的外壳逆时针向外翻起，此时旋转轴2062旋转，配合气缸的拉伸，与此同时伸缩转轴2042也会向外延长，并且在气缸侧面设有控制器，控制器预先设有程序，当设备运动一定时间后，控制气缸工作，以使得设备能够跨越横架与拱形架的连接处。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (8)

1.专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，其特征在于：所述检测设备包括移动组件和检测组件，所述移动组件固定在桥侧面，所述检测组件设于桥架上，所述移动组件和检测组件之间设有伸缩结构。

2.根据权利要求1所述的专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，其特征在于：所述伸缩结构包括伸缩轴、轴承和检测连接器，所述伸缩轴、轴承固定连接，所述轴承和检测连接器连接，所述伸缩轴下侧与移动组件固定连接，所述检测连接器与检测组件固定连接。

3.根据权利要求1所述的专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，其特征在于：所述检测组件包括轮轴结构、传动结构、往复结构和敲击结构，所述轮轴结构与传动结构固定连接，所述传动结构与往复结构固定连接，所述往复结构与敲击结构活动连接，所述轮轴结构、传动结构、往复结构和敲击结构外侧设有固定外壳，所述固定外壳上侧设有拉伸结构。

4.根据权利要求3所述的专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，其特征在于：所述传动结构包括锥齿轮组和传动杆，所述锥齿轮组设有两组，两组所述锥齿轮组分别设于传动杆两端，所述上侧锥齿轮组与往复结构固定连接。

5.根据权利要求3所述的专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，其特征在于：所述往复结构包括往复齿轮组、方形滑块、圆角导轨、移动杆和往复丝杆，所述往复齿轮组与方形滑块固定连接，所述方形滑块与圆角导轨滑动连接，所述圆角导轨与移动杆滑动连接，所述移动杆与往复丝杆固定连接。

6.根据权利要求3所述的专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，其特征在于：所述敲击结构包括固定齿轮组、伸缩转轴、辅助轮和敲击锤，所述固定齿轮组、伸缩转轴固定连接，所述辅助轮和敲击锤均套设于伸缩转轴上。

7.根据权利要求3所述的专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，其特征在于：所述拉伸结构包括固定座、旋转轴和气缸，所述气缸固定于固定外壳左侧，所述固定座固定于固定外壳右侧，所述固定座与旋转轴活动连接，所述气缸与旋转轴固定连接。

8.根据权利要求1所述的专用于钢管混凝土拱桥的钢管脱空检测设备，其特征在于：所述移动组件包括步进电机、联轴器、滑动丝杆、滑块和滑轨，所述步进电机与联轴器固定连接，所述联轴器与滑动丝杆固定连接，所述滑动丝杆与滑块通过螺纹连接，所述滑块与滑轨滑动连接。

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