CN116466465A - 一种桥墩监测棱镜固定装置及桥墩检测棱镜固定方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种桥墩监测棱镜固定装置，包括：固定底座，设置在桥墩的竖直壁面上；连接立板，通过水平设置的长销轴，与固定底座上端部转动连接；监测棱镜组件，连接在所述连接立板上，与所述连接立板形成垂直结构；调节螺杆，具有伸缩结构，倾斜地设置在固定底座和连接立板之间，所述调节螺杆两端与对应的固定底座和连接立板转动连接。本装置各构件均为工厂精确加工件，现场组装而成，携带方便，安装拆除快捷。装置结构强度、稳定性好，调节灵活，能够抵抗外界因素的干扰，保证棱镜的稳定性。

Description

一种桥墩监测棱镜固定装置及桥墩检测棱镜固定方法

技术领域

本申请涉及机械结构固定装置技术领域，具体地，涉及一种桥墩监测棱镜固定装置及桥墩检测棱镜固定方法。

背景技术

在下穿高铁工程实施过程中，既有高铁的安全运营是重中之重。根据相关规范规定，在施工过程中须对高铁桥梁进行变形监测，具体操作就是在相关铁路桥梁桥墩布设监测点，通过测点位移值来监测桥墩变形值，从而监控铁路桥梁尤其是高铁桥梁的变形情况。根据规范，每座桥墩须布设至少4个测点，监测频率最高达到2小时/次，因此一般采用自动化监测的方式。

全站仪和监测棱镜的组合是目前对既有铁路桥梁桥墩变形监测的常规手段，监测棱镜需要固定装置固定于铁路桥梁桥墩上。

当前工程中对于铁路桥墩安装棱镜的装置做法并不统一，结构形式多种多样，在监测过程中存在装置安装不方便，棱镜角度调整困难，装置自身变形过大，容易受外界干扰等问题，影响了监测精度和监测效率。

发明内容

为了解决上述若干问题之一，本申请实施例中提供了一种桥墩监测棱镜固定装置和使用方法。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种桥墩监测棱镜固定装置，包括：

固定底座，平行且固定于桥墩竖直壁面；

连接立板，与所述固定底座上端部转动连接，所述连接立板和固定底座之间设置抵压于连接立板和固定底座夹角位置的直角扭簧；

监测棱镜组件，连接于所述连接立板、与所述连接立板形成垂直结构；

可伸缩调节组件，倾斜且伸缩地设置在所述固定底座和所述连接立板之间。

可选地，所述固定底座包括底座垫板，所述底座垫板上部横向设置N个底座销轴，其中N≥2；

所述连接立板包括立板垫板，所述立板垫板靠近底座销轴一端横向设置M个立板销孔，其中M≥1；一长销轴贯穿所述底座垫板的底座销孔、所述直角扭簧和所述立板销孔，完成所述连接立板和所述固定底座的转动连接。

可选地，所述直角扭簧成对且对称地套接在所述长销轴上。

可选地，所述底座销孔固定于所述底座垫板上部、远离所述桥墩竖直壁面的侧面上。

可选地，当M≥2时，所述立板销孔对称固定于所述立板垫板的对应端面上。

可选地，所述立板垫板上设置有贯穿所述立板垫板的贯穿孔，所述贯穿孔设置在所述立板垫板的纵向中轴线上，所述纵向中轴线俯视投影垂直于所述底座垫板，所述贯穿孔远离所述固定底座设置。

可选地，所述监测棱镜组件包括上部的棱镜和轴架；所述轴架连接在所述棱镜外缘且轴线与所述棱镜的径向线重合，所述轴架插入所述贯穿孔内，所述轴架上设置一个以上的定位螺母，所述定位螺母与所述轴架通过螺纹连接；

所述定位螺母设置在所述立板垫板的上侧或上下两侧。

可选地，所述可伸缩调节组件为调节螺杆；

所述调节螺杆包括中部筒状结构的调节螺母，所述调节螺母两端内壁面对称设置内螺纹，所述调节螺母两端分别通过螺纹连接有内置螺杆。

可选地，所述内置螺杆背离所述调节螺母的一端固定螺杆销孔，所述螺杆销孔的中轴线与所述内置螺杆的中轴线垂直；所述固定底座和连接立板的对应位置上固定连接板销孔，所述螺杆销孔插接在对应位置的连接板销孔之间，并通过短销轴贯穿形成销轴连接结构。

本申请提供一种桥墩检测棱镜固定方法，使用上述实施例任一项所述的装置，包括如下步骤：

S1组装各部件，调整调节螺杆，使连接立板与固定底座之间夹角至直角状态，直角扭簧处于受力状态；

S2清洁铁路桥墩对应位置，通过结构胶固定所述固定底座；

S3调整棱镜角度，调整连接立板角度后，拧紧定位螺母；

S4待施工完成，对固定底座加热，破坏结构胶，拆除装置。

采用本申请实施例中提供的一种桥墩监测棱镜固定装置，相较于现有技术，具有以下技术效果：

(1)本装置各构件均为工厂精确加工件，现场组装而成，携带方便，安装拆除快捷。

(2)本装置底座与桥墩采用结构胶粘结，安装拆除简单，对桥墩结构无损伤。

(3)本装置至少设置2个转动轴，借助小工具即可调整棱镜绕2个方向轴转动，且无极转动调节，定位精准。

(4)装置结构强度、稳定性好，能够抵抗外界因素的干扰，保证棱镜的稳定性。

(5)结构耐久性能够满足一般下穿工程施工要求。

(6)本装置可以多次重复使用，大大降低了使用成本。

本发明的棱镜固定装置可以加工为标准件器材，重量轻，携带方便，结构简单，尤其适合野外作业，携带构件至现场组装、安拆、调试。在使用过程中棱镜可以绕两个方向轴旋转，可以实现无级调节角度，对监测工作极为有利。监测装置拆卸方便，可以重复利用，成本较低。

本申请还提供一种使用方法，采用上述装置，由于上述装置具有上述技术效果，该使用方法也应具有相应的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置总体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置平面示意图(标识扭簧结构)；

图3为本发明实施例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置平面示意图(标识调节螺杆结构)；

图4为本发明实例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置固定底座结构示意图；

图5为本发明实例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置连接立板结构示意图；

图6为本发明实例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置监测棱镜及支撑轴架示意图；

图7为本发明实例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置调节螺杆示意图；

图8为本发明实例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置直角扭簧结构示意图；

图9为本发明实例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置短销轴结构示意图；

图10为本发明实例提供的一种桥墩监测棱镜固定装置长销轴结构示意图。

附图中标记如下：

固定底座1，底座垫板11，底座中销孔12，底座边销孔13，连接立板2，立板垫板21，立板销孔22，监测棱镜组件3，棱镜31，定位螺母32，棱镜轴架33，调节螺杆4，调节螺母41，内置螺杆42，螺杆销孔43，连接板销孔44，直角扭簧5，长销轴6，短销轴7。

具体实施方式

本发明实施例公开了桥墩监测棱镜固定装置及使用方法。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。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。

实施例1

请参阅图1-图10，在一种具体的实施方式中，本公开的桥墩监测棱镜固定装置，包括：固定底座1，设置在桥墩的竖直壁面上；本装置的固定底座为支撑结构，与桥墩固定连接，连接方式采用结构胶粘。可以保证装置的刚度和稳定性，减少现场施工难度，避免对高铁桥墩的损伤。结构胶的基本性能、长期使用性能(耐湿热老化、耐热老化、耐冻融能力、耐长期应力作用能力、耐疲劳应力作用能力)、耐介质侵蚀性能(耐盐雾作用、耐碱性介质作用、耐酸性介质作用)和工艺性能的检验均符合GB50728-2011规定的I类胶A级的指标要求。

连接立板2，通过水平横向设置的长销轴6，与固定底座1上端部转动连接，使连接立板2围绕长销轴6转动。

监测棱镜组件3，连接在连接立板2上，与连接立板2形成垂直结构，检测棱镜组件3包括棱镜31和棱镜轴架33，在连接立板2上设置有预留孔，检测棱镜组件中的棱镜轴架33插接在预留孔内，做无极转动。棱镜31可以根据检测要求绕棱镜轴架33旋转，旋转调整角度完成后，上下两侧使用定位螺母32固定拧紧，两侧定位螺母32合力能够保证棱镜31轴向和径向的稳定。

可伸缩调节组件，倾斜且伸缩地设置在固定底座1和连接立板2之间；优选为两端分别与固定底座1和连接立板2铰接，具体的，可伸缩调节组件可设置为气缸或其他伸缩结构，用以支撑和调节固定底座1和连接立板2之间的距离。

在一种实施例中，可伸缩调节组件为调节螺杆4，设有一个或多个，具有伸缩结构，倾斜地设置在固定底座1和连接立板2之间，调节螺杆4两端与对应的固定底座1和连接立板2转动连接。本申请中的调节螺杆4，为机械调节式，或者自动调节式，例如气缸调节，丝杆调节等，通过附加感应装置来确定调节状态。此外，本设计中调节螺杆4可通过手动控制，电控，气压或液压控制调节。

以可伸缩调节组件为调节螺杆4进行说明，调节螺杆4的设置位置取决于其数量的多少，例如，在固定底座1和连接立板2之间设置一个调节螺杆4，则此调节螺杆必须设置在固定底座1纵向中轴所在竖直平面上，其俯视投影设置在整个装置的纵向中间位置，而当调节螺杆数量为两个或两个以上时。如图3中所示，调节螺杆4为两个时，其是对称设置在两侧位置以达到平衡稳定的效果。

作为本实施例中的实施方案，如图4中，固定底座1包括主体的底座垫板11，底座垫板11前侧面，靠近上端部位置横向对称设置3个底座销孔，分别为中部的底座中销孔12和两侧的底座边销孔13，两侧的底座边销孔13为对称设置，

如图5所示，连接立板2包括主体的立板垫板21，立板垫板21与固定底座1配合的竖直端面上固定有2个立板销孔22，长销轴6贯穿底座销孔和立板销孔22，完成连接立板2和固定底座1的转动连接。在连接状态时，每一个立板销孔22两侧是一个底座中销孔12和一个底座边销孔13，上述设置保证连接结构稳定，不会因为部分位置受力不均而发生局部断裂的危险。

在本实施例中套接在长销轴6上的直角扭簧5，如图2图8中所示，成对且对称地套接在长销轴6上，抵压在固定底座1的前侧面和连接立板2的下表面上。在本实施例的实施方案中，直角扭簧设置在底座边销孔13和立板销孔22之间。作为本实施例的优选方案，直角扭簧也可以设置在底座中销孔12和立板销孔22之间，但由于直角扭簧作为一种支撑件结构，其设置的位置和数量需要尽量根据固定底座1和连接立板2的横向长度来设计，以保证平和及稳定。例如在本实施例的优选方案中，直角扭簧5的数量为4个，分别设置在底座中销孔和立板销孔22之间，以及底座边销孔和立板销孔22之间。

实施例2

如图1-10所示，在另一种具体的实施方式中，固定底座1包括主体的底座垫板11，底座垫板11前侧面，靠近上端部位置横向对称设置2个底座销孔。

连接立板2包括主体的立板垫板21，立板垫板21与固定底座1配合的竖直端面上固定有1个立板销孔22，长销轴6贯穿底座销孔和立板销孔22，完成连接立板2和固定底座1的转动连接。在本实施例的实施方案中，立板销孔22设置在两个底座销孔之间，本实施例的实施方案中，直角扭簧数量为两个，设置在立板销孔22和底座销孔之间。

作为扩展，底座销孔和立板销孔22的数量可以有更多的变化，其设计的核心目的是为了保证连接的平衡和稳定，不应出现受力不均的情况。

作为扩展，将本装置各部件组装完成，将连接立板2和固定底座1大致调整至直角状态，并调整调节螺杆4，使得直角扭簧5处于受力状态。

对铁路(高铁)桥墩适当位置进行处理，擦去灰尘等，清理干净，用结构胶将固定底座1的钢板安装与预设位置。

待全站仪安装完成后，调整棱镜31角度及连接立板2的角度，满足监测要求状态后拧紧固定。

本装置保持不变待施工完成，对底座进行加热，破坏结构胶，拆除本装置。

连接立板2与固定底座1通过1根长销轴、2个直角扭簧、2个调节螺杆连接，长销轴穿入连接立板2与固定底座1的端部预留销孔内，即能够实现连接立板的旋转功能，从而保证棱镜31绕长销轴转动。调节螺杆4与直角扭簧对称布置，调节螺杆4为旋转角度调节装置，通过旋转螺杆能够实现连接立板2的旋转，调节螺杆4与直角扭簧受力平衡，两者共同作用能够保证立板在任意角度均可稳定固定，并能够抵抗外力因素的影响。

监测棱镜组件3包含监测的棱镜31，棱镜轴架33及定位螺母32等构件，棱镜轴架33安置于连接立板2的预留孔内，棱镜31可以根据监测要求绕棱镜轴架33旋转，旋转调整角度完成后，两侧均使用定位螺母32固定拧紧，两侧定位螺母32合力能够保证棱镜31的稳定。

实施例3

如图1-10所示，调节螺杆包括中部筒状结构的调节螺母，调节螺母两端内壁面对称设置内螺纹，调节螺母两端分别通过螺纹连接有内置螺杆。

内置螺杆的自由端设置有螺杆销孔43，螺杆销孔43与对应固定底座1和连接立板2上的连接板销孔44，通过短销轴7连接形成销轴连接结构。调节螺杆采用直线模组内丝杆螺母原理，通过旋转中部的调节螺母41，使调节螺母41绕其自身中轴转动，使与调节螺母旋合的内置螺杆42发生位移，而由于内置螺杆42外部自由端仅做周向转动，不会发生横向或径向位移，所以仅通过调节螺母41的转动，就能达到调整调节螺杆4长度的目的。

本设计中的调节螺杆是一个支撑调节作用的连接结构，本实施例中的调节螺杆可以用气缸或其它可伸缩的调节支撑结构进行替换。

实施例4

针对本申请的具体操作方式如下：将本装置各部件组装完成，将连接立板2和固定底座1大致调整至直角状态，并调节螺栓使得扭簧处于受力状态。

对铁路(高铁)桥墩适当位置进行处理，擦去灰尘等，清理干净，用结构胶将底座钢板安装与预设位置。待全站仪安装完成后，调整棱镜31角度及立板角度，满足监测要求状态后拧紧固定。本装置保持不变待施工完成，对固定底座1进行加热，破坏结构胶，拆除本装置。

连接立板2与固定底座1通过1根长销轴、2个直角扭簧、2个调节螺杆连接，长销轴穿入连接立板2与固定底座1的端部预留销孔内，即能够实现连接立板2的旋转功能，从而保证棱镜31结构绕长销轴转动。调节螺杆与直角扭簧对称布置，调节螺杆为旋转角度调节装置。通过旋转调节螺杆能够实现调节螺杆的伸缩，从而实现立板的旋转。调节螺杆与直角扭簧受力平衡，两者共同作用能够保证连接立板2在任意角度均可稳定固定，并能够抵抗外力因素的影响。

监测棱镜组件3及支撑轴架包含棱镜31，螺栓轴架及固定螺母等构件，螺旋轴架安置于连接立板2的预留孔内，棱镜31可以根据监测要求绕螺栓轴架旋转。旋转调整角度完成后，两侧均使用螺母固定拧紧，两侧螺母合力能够保证棱镜31的稳定。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，包括：

固定底座，平行且固定于桥墩竖直壁面；

连接立板，与所述固定底座上端部转动连接，所述连接立板和固定底座之间设置抵压于连接立板和固定底座夹角位置的直角扭簧；

监测棱镜组件，连接于所述连接立板、与所述连接立板形成垂直结构；

可伸缩调节组件，倾斜且伸缩地设置在所述固定底座和所述连接立板之间。

2.根据权利要求1所述的桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，所述固定底座包括底座垫板，所述底座垫板上部横向设置N个底座销轴，其中N≥2；

所述连接立板包括立板垫板，所述立板垫板靠近底座销轴一端横向设置M个立板销孔，其中M≥1；一长销轴贯穿所述底座垫板的底座销孔、所述直角扭簧和所述立板销孔，完成所述连接立板和所述固定底座的转动连接。

3.根据权利要求2所述的桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，所述直角扭簧成对且对称地套接在所述长销轴上。

4.根据权利要求2所述的桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，所述底座销孔固定于所述底座垫板上部、远离所述桥墩竖直壁面的侧面上。

5.根据权利要求2所述的桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，当M≥2时，所述立板销孔对称固定于所述立板垫板的对应端面上。

6.根据权利要求2所述的桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，所述立板垫板上设置有贯穿所述立板垫板的贯穿孔，所述贯穿孔设置在所述立板垫板的纵向中轴线上，所述纵向中轴线俯视投影垂直于所述底座垫板，所述贯穿孔远离所述固定底座设置。

7.根据权利要求6所述的桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，所述监测棱镜组件包括上部的棱镜和轴架；所述轴架连接在所述棱镜外缘且轴线与所述棱镜的径向线重合，所述轴架插入所述贯穿孔内，所述轴架上设置一个以上的定位螺母，所述定位螺母与所述轴架通过螺纹连接；

所述定位螺母设置在所述立板垫板的上侧或上下两侧。

8.根据权利要求1所述的桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，所述可伸缩调节组件为调节螺杆；

所述调节螺杆包括中部筒状结构的调节螺母，所述调节螺母两端内壁面对称设置内螺纹，所述调节螺母两端分别通过螺纹连接有内置螺杆。

9.根据权利要求8所述的桥墩监测棱镜固定装置，其特征在于，所述内置螺杆背离所述调节螺母的一端固定螺杆销孔，所述螺杆销孔的中轴线与所述内置螺杆的中轴线垂直；所述固定底座和连接立板的对应位置上固定连接板销孔，所述螺杆销孔插接在对应位置的连接板销孔之间，并通过短销轴贯穿形成销轴连接结构。

10.一种桥墩检测棱镜固定方法，使用上述权利要求1-9任一项所述的装置，其特征在于：包括如下步骤：

S1组装各部件，调整调节螺杆，使连接立板与固定底座之间夹角至直角状态，直角扭簧处于受力状态；

S2清洁铁路桥墩对应位置，通过结构胶固定所述固定底座；

S3调整棱镜角度，调整连接立板角度后，拧紧定位螺母；

S4待施工完成，对固定底座加热，破坏结构胶，拆除装置。