CN202331798U - 基于超载应变的桥梁超载车辆动态检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于超载应变的桥梁超载车辆动态检测装置，涉及一种对桥梁日常使用的动态监测设备。包括监测部分和警示或记数部分。警示或记数部分包括摄像抓拍仪、电子计数器和内置电源；监测部分包括金属圆筒，一带有绝缘材料外壳的金属撞击棒置于所述金属圆筒之内。金属撞击棒通过一弹簧机构与一接触式自动开关机构相连接，接触式自动开关机构再与警示或记数部分通过有线或者无线方式通讯连接。当桥面上行驶超载车辆时本实用新型能及时发出警示或记录，结构简单，方便实用。

Description

基于超载应变的桥梁超载车辆动态检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种对桥梁日常使用的动态监测设备，尤其是涉及超载车辆过桥时对其自动监测的装置，当超载车辆过桥时可自动进行监测记录。 

背景技术

桥梁的坍塌在世界各地均有发生，坍塌的原因有设计方面的、施工质量方面的、地质因素未探清方面的，其中，汽车的超载和超设计通行量是造成桥梁服务年限缩短及桥梁坍塌的重要原因之一。 

 桥梁的检测是在桥梁交付使用前完成的，或者服务了一定年限后及桥梁需大修前进行的。对桥梁的检测方法和手段，国内外许多专家均认为已不适应目前交通的发展，在桥梁的日常使用中，很少用动态监测的方法对其监控。如何对使用中的桥梁进行动态监控也无正式规范，一般是桥梁出现肉眼可见的安全隐患时才会认真处理，造成安全隐患。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能指示桥面上行驶超载车辆时的警示或记录的基于超载应变的桥梁超载车辆动态检测装置，该装置结构简单，方便实用。 

本实用新型所采用的技术方案是： 

基于超载应变的桥梁超载车辆动态检测装置，包括监测部分和警示或记数部分。警示或记数部分包括摄像抓拍仪、电子计数器和内置电源；监测部分包括金属圆筒，一带有绝缘材料外壳的金属撞击棒置于所述金属圆筒之内，金属撞击棒通过一弹簧机构与一接触式自动开关机构相连接，接触式自动开关机构再与警示或记数部分通过有线或者无线方式通讯连接。

根据对上述技术方案的进一步设置，接触式自动开关机构与警示或记数部分为无线连接方式，在监测部分上安装有无线信号调制与发射装置，在警示或记数装置上则安装有无线信号接收装置。 

弹簧机构包括设置在金属圆筒底部的底板，弹簧位于该底板之上。在弹簧之上还设有一金属板，该金属板临近金属撞击棒的下端。 

金属圆筒内设置有限位板，该限位板位于金属撞击棒和金属圆筒之间。 

金属圆筒的上部设置有一顶板，置于金属撞击棒和金属圆筒之间。 

金属圆筒之内还设置有限位销，位于金属圆筒的侧壁，其由上端的顶板处往下延伸到接近金属板的地方。 

金属撞击棒的下部形成为一个较细小的锥体形。 

进一步，金属撞击棒的上端部形成为螺杆的形状，螺杆上套有螺丝帽。 

绝缘材料外壳的下端逐步收缩为一出口，其内设有一弹簧，弹簧的上端与金属撞击棒的下缘抵触。 

警示或记数装置分别设置有一套。 

本实用新型的技术原理是根据汽车后轴重量大小不同，在桥梁上行驶时会引起桥梁的弹性变形值（扰度值）大小不一，车后轴越重、其弹性变形值越大。通过对长沙地区的几座现浇箱体梁桥，先简支后连续的简支梁桥的盖梁处和墩柱处测桥梁的弹性变形值。在后轴重为汽20的车以60Km/小时速度驶过桥面时测点处百分表的记录数据在50—70小格范围内（每格0.01mm）。因此，只要被测的桥梁在车驶过时具有弹性变形值，本仪器就能测出并对超载的车辆记录在案。 

本实用新型是在桥梁使用过程中对其受载的情况进行动态监控，对超载的车辆用摄像的方式记录或用计数器记录桥梁被超载的次数，对现有和新建桥梁的保护，防止超载车辆对桥梁的破坏是有益的。 

 附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型检测装置——实施例的结构示意图；

图3是图2实施例中的金属撞击棒的零部件分解结构示意图；

图4是图2实施例中绝缘材料外壳的分解结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。 

实施例1：

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

请参考图1，本实用新型由监测部分1、警示或记数部分2和开关3构成。用电线连接成一个整体。请参考图2，监测部分包括金属圆筒4，金属圆筒4分上下两部分。下部包括可固定弹簧的底板5、弹簧6和金属板7，其中弹簧6位于底板5和金属板7之间。金属板7上连接有电线8，在金属圆筒4上钻有小孔，电线8从小孔中引出。金属圆筒4的上部是用于安装并固定金属撞击棒11等部件的舱室，在其中设置有限位板9、限位销10和带绝缘材料外壳的金属撞击棒11。其中，限位板9位于下部，限位销10位于金属圆筒4的侧壁上。已攻丝成螺杆的金属撞击棒11上部通过钻有圆孔的位于圆筒4上部的顶板12和位于圆筒4下部的限位板9之间，撞击棒11上端也引出有一根电线8。为更好地说明问题，将金属撞击棒11（图3）和撞击棒的绝缘材料外壳20（图4）单独绘出。如图3所示，金属撞击棒11的下部用车床车成一个较细小的锥体形13（也可将锥体上部攻丝成螺杆，撞击棒11下部往内设计成螺帽，用旋进形式旋入）、其上部设有挡板14、撞击棒11的上端部则形成为螺杆15的形状，螺丝帽16和螺丝帽17套在螺杆15的上面。在图4中由下至上有带螺丝帽的透明塑料锥套18、锥套内弹簧19、带螺杆的绝缘材料外壳20、带圆孔的可卸限位板21、限位板22。警示或记数部分可在市场买现成的抓拍器或计数器。 

本装置在测试前先要测试桥在超载时的最大变形值（扰度值），需先知道桥的设计参数是多少（高速、一级公路为汽超20），然后用后轴为单轴双轮组的标准车加载到后轴已超载的重量。方法如下：选好安装监测仪的位置，一般在桥两伸缩缝中间盖梁上或墩柱顶支座旁，量测盖梁到桥底面高度，一般支座加混凝土垫层高为20Cm左右。每车道安装百分表测出超载车通过时的变形值，以最大变形值作为判断标准。此处只测使桥面发生扰度值超标的车辆，某些车虽重量大，但车轴多、轮多，不引起桥梁扰度值超标时仪器将不与记录。据20Cm左右的高度制作定制式监测装置。图2中金属圆筒直径5Cm，高14Cm，金属圆筒下部盖梁上砂浆找平层加钢垫板厚2Cm，桥底面至监测装置顶板12为带实体部分的螺丝帽16高4Cm，合计20Cm。筒下部底板5至金属板7为2Cm；图3中螺杆15高3Cm，螺丝帽17高0.5Cm，在金属撞击棒11中挡板14至锥体13尖端长12Cm，其中锥体长3Cm。金属撞击棒11直径2 Cm，锥体13直径0.5 Cm，绝缘材料外壳直径3Cm。限位板圆孔直径略大于金属棒和绝缘材料外壳直径。如果盖梁到桥底面高度大于20Cm，可采用加高钢垫板厚度解决，高度小于20Cm时，可制作小于20Cm的定制式监测装置解决。 

使用时需将放置金属圆筒处桥的盖梁上或支座旁墩柱上用钢垫板和高标号的水泥浆找平，桥底面打磨平后用强力胶固定一块不锈钢片30。按桥的最大变形值等于锥体13的尖端（图3）到金属板7（图2）的距离调好金属撞击棒11，一般在1毫米左右。用砂布小心打磨锥体尖端，用百分表量测，达要求后将金属撞击棒11装入绝缘材料外壳20内。塑料锥套内弹簧19的作用是顶住锥体13上部变粗处，使图3中挡板14与图4中限位板22紧密接触，不因自重下降，当桥面受力和卸力时能使金属撞击棒11上下自如。然后将装有金属撞击棒11的绝缘材料外壳20放入金属圆筒4中，使绝缘材料外壳的透明塑料锥套18与金属板7接触。金属圆筒4下部金属板7和弹簧6的作用是当超载更大的车经过桥面时，扰度值将大于所设定的最大值，此时，金属板7下降，避免锥体尖端受损，车通过后下部弹簧6将金属板7顶回原位。 

上述工作完后，将金属圆筒4放置在钢垫板上，用强力胶固定。将金属撞击棒11上部带实体部分的螺杆15上套入螺丝帽16和螺丝帽17，螺丝帽16反拧顶住桥底面的不锈钢片30，再将螺丝帽17向上与实体部分的螺丝帽16拧紧，用强力胶胶牢。连接好线路，打开开关。用上述标准超载车在桥面上以限定的车速行驶，金属撞击棒11将向下运动，锥体13与金属板7连接，线路接通，抓拍器或计数器记录一次；当标准超载车减轻后轴重量10%后再从桥面通过时，线路未接通，抓拍器或计数器不动作，证明设备已调整好了。此项工作做熟练后，事先测最大变形值的工作可省略。 

本实用新型可以及时准确判断桥面行驶的车辆是否超载，能及时抓拍超载车辆并能计数一次，可知道在一月、一年内桥梁被超载了多少次并及时处理，为正在服役的桥梁提供安全卫士。该桥梁监测仪结构简单，方便易用，报警灵敏，价格经济实惠，比动辄几十万上百万的桥梁检测设备要便宜得多。填补了国内、外桥梁监测领域的空白。 

Claims (10)

1.基于超载应变的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于包括监测部分

和警示或记数部分，所述警示或记数部分包括摄像抓拍仪、电子计数器和内置电源；所述监测部分包括金属圆筒，一带有绝缘材料外壳的金属撞击棒置于所述金属圆筒之内，所述金属撞击棒通过一弹簧机构与一接触式自动开关机构相连接，所述接触式自动开关机构再与警示或记数部分通过有线或者无线方式通讯连接。

2.根据权利要求1所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于接触式自动开关机构与警示或记数部分为无线连接方式，在所述监测部分上安装有无线信号调制与发射装置，在所述警示或记数装置上则安装有无线信号接收装置。

3.根据权利要求1所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于所述弹簧机构包括设置在金属圆筒底部的底板，弹簧位于该底板之上，在弹簧之上还设有一金属板，该金属板临近金属撞击棒的下端。

4.根据权利要求1所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于所述金属圆筒内设置有限位板，该限位板位于金属撞击棒和金属圆筒之间。

5.根据权利要求1所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于所述金属圆筒的上部设置有一顶板，置于金属撞击棒和金属圆筒之间。

6.根据权利要求4或5所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于所述金属圆筒之内还设置有限位销，位于金属圆筒的侧壁，其由上端的顶板处往下延伸到接近金属板的地方。

7.根据权利要求1所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于金属撞击棒的下部形成为一个较细小的锥体形。

8.根据权利要求7所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于金属撞击棒的上端部形成为螺杆的形状，螺杆上套有螺丝帽。

9.根据权利要求1或7所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于所述绝缘材料外壳的下端逐步收缩为一出口，其内设有一弹簧，弹簧的上端与金属撞击棒的下缘抵触。

10.根据权利要求1所述的桥梁超载车辆动态检测装置，其特征在于所述警示或记数装置分别设置有一套。

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