CN204241035U - 一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，属于桥面动态监测技术领域。本实用新型的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，下桥面板上方铺设有导电混凝土板，在导电混凝土板的上方设置有上桥面板，在导电混凝土板的两侧分别安装有第一电极和第二电极，第一电极、第二电极的长度方向沿桥面上的行车方向设置；电流检测器、电源与上述的第一电极、第二电极串联构成闭合回路，电流检测器与处理器相连接，该处理器上连接有显示模块和预警装置。本实用新型利用钢渣导电混凝土的压敏性，能够实现桥面超载超速的组合监测和自动预警，且在车辆常规运行过程中即可对车辆负载进行监测，无需车辆前往指定地点接受检查。

Description

一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统

技术领域

本实用新型涉及桥面动态监测技术领域，更具体地说，涉及一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统。

背景技术

目前我国公路车辆在运输货物时，普遍存在超载、超速现象，而且超载、超速车辆占相当高的比例。超载对路面的破坏非常严重，国家每年要投入大量的财力、物力和人力进行维修加固，超载导致偷逃了大量道路税费；超速给路上行人及车辆带来了非常大的安全隐患。超载、超速问题引起的公路损坏及桥梁坍塌的事故也屡见不鲜。因此，桥面动态监测技术已成桥面健康监测中必不可少的发展方向之一。

车辆超载检测属于车辆称重范畴，传统的车辆称重方法是设立静态称重站或动态称重站，但称重站相对固定，不能有效的监控货车的超载违规行为，而且车辆容易绕行逃避检查，使检查监督显得被动。此外，称重站称重过程要求车辆低速行驶，降低了车辆的通行效率，增加了道路的交通运输压力。目前，动态称重系统有几种不同的结构，从传感元件角度出发，可分为压电式、电容式、应变式，具体说明如下：

(1)、压电式将压电传感器放在路面上，测量当汽车轮胎从上面经过时，就将施加一个压力给压电传感器。而通过测量传感器输出的电压或电荷，就可以推知汽车轮胎作用于传感器上的压力，从而得到汽车的总重量。其优点是结构简单，安装方便，可做成便携式。但是压电传感器的压电常数随着使用时间的增加而减小，为了保证称重仪的精度，必须每隔一段时间进行一次灵敏度校正，并且称重仪的误差比较大，例如便携式可达30％。

(2)、电容式动态称重系统由两块或多块导体板组成，各导体板带有等量异号电荷，电容器的两极板之间充有不导电的电介质。当一个压力施加在导体板上时，电容器的电容发生变化。通过检测电容的变化，就可以把压力测量出来，通过把多个中间夹有电介质的电容器正确排列起来，即可以用来测量运动汽车的重量。电容式动态称重仪灵敏度高，测量速度快。但是长时间使用后，电容器内填充介质易变形，需重新校正，并且易受电磁干扰。

(3)、基于应变式的动态称重系统主要采用弯板式动态称重仪。其称重方式是把电阻应变片粘贴在一块弹性平板上，并把它铺设在路面上，当汽车轮胎经过平板时，平板由于受到轮胎的压力而变形，从而造成电阻应变片电阻发生变化，测量电阻值变化，即可推知作用于平板上的汽车的重量。弯板式动态称重仪性能稳定可靠，灵敏度高，测量速度快。弯板式动态称重仪长时间使用后，电阻应变片灵敏度下降，需重新校正，并且电阻应变片易受电磁干扰。

目前，国内机动车超速监测系统的测速原理大多为雷达测速与激光测速，而这些监测方法又或多或少存在一些缺点。雷达测速需要布控雷达，成本较高，而且测速中需发射雷达波，雷达波可能会受到各种杂波的干扰，因此精度不能得到保证；激光测速是点测量行为，检测精度相当高，但面临路口多道路、多车辆和多行人的“三多”影响，点测量的效率无法满足监管要求，此外激光检测中激光束对人体特别是人眼的伤害亦是不容忽视的。

通过专利检索，关于车辆荷载动态称重方法已有相关的技术方案公开，如：中国专利申请号：201210103952.7，申请日：2012年4月11日，发明创造名称为：用于正交异性桥面板钢箱梁桥的车辆荷载动态称重方法，该申请案公开了一种用于正交异性桥面板钢箱梁桥的车辆荷载动态称重方法，其步骤为：在正交异性桥面板钢箱梁内顶板U肋底部安装光纤光栅应变传感器，测量车辆经过传感器位置时U肋的纵桥向应变，应变经传感器转换为光信号，并通过光纤光栅解调仪进行解调；通过对不同节段钢箱梁内同一U肋上的测点实测应变进行互相关分析确定车辆的车速，对同一节段钢箱梁内不同U肋上的测点实测应变面积向量进行分析，结合钢箱梁U肋应变影响线面积向量进行夹角余弦距离分析，解算出每辆车在行车道上横向作用位置和重量。又如，中国专利申请号201120480477.6公开的发明创造名称为基于超载应变的桥梁超载车辆动态检测装置的技术方案。但是，上述的方案均无法实现超载超速的组合监测与自动预警，且系统搭建成本高。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中桥面动态监测技术的不足，提供了一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统。采用本实用新型的技术方案，利用钢渣导电混凝土的压敏性，能够实现桥面超载超速的组合监测和自动预警。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，包括下桥面板、导电混凝土板和上桥面板，还包括第一电极、第二电极、电流检测器、电源、处理器、显示模块和预警装置，其中：所述的下桥面板上方铺设有导电混凝土板，在导电混凝土板的上方设置有上桥面板，在导电混凝土板的两侧分别安装有第一电极和第二电极，上述的第一电极、第二电极的长度方向沿桥面上的行车方向设置；所述的电流检测器、电源与上述的第一电极、第二电极串联构成闭合回路，上述的电流检测器与处理器相连接，该处理器上连接有显示模块和预警装置。

更进一步地，所述的第一电极与靠近第一电极的导电混凝土板侧面之间的间距为b，b＝L/20～L/4，其中：L为导电混凝土板的宽度；第二电极与靠近第二电极的导电混凝土板侧面之间的间距也为b。

更进一步地，所述的上桥面板的厚度为0～100mm。

更进一步地，所述的电源为恒压电源，其电压为5～220V。

更进一步地，所述的导电混凝土板为钢渣导电混凝土。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，在下桥面板和上桥面板之间铺设有导电混凝土板，且在导电混凝土板的两侧分别安装有第一电极和第二电极，流检测器、电源、第一电极、第二电极串联构成闭合回路，本实用新型基于导电混凝土板的压敏性，在车辆常规运行过程中即可对车辆负载进行监测，无需车辆前往指定地点接受检查，同时，本实用新型的检测系统可在不影响交通运输的条件下布设于桥梁入口或出口处，从而避免车辆绕行躲避检查，实现了超载超速的组合监测和自动预警。

(2)本实用新型的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型中桥面的截面示意图；

图2为本实用新型的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、下桥面板；2、导电混凝土板；3、上桥面板；41、第一电极；42、第二电极；5、电流检测器；6、电源；7、处理器；8、显示模块；9、预警装置。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，主要由下桥面板1、导电混凝土板2、上桥面板3、第一电极41、第二电极42、电流检测器5、电源6、处理器7、显示模块8和预警装置9等组成。本实施例中在下桥面板1上方铺设有导电混凝土板2，在导电混凝土板2的上方设置有上桥面板3，上桥面板3的厚度为60mm。在导电混凝土板2的两侧分别安装有第一电极41和第二电极42(如图1所示)，上述的第一电极41、第二电极42的长度方向沿桥面上的行车方向设置，为了满足自动检测的精度需要，第一电极41和第二电极42的位置设计很关键，具体为：第一电极41与靠近第一电极41的导电混凝土板2侧面之间的间距为b，b＝L/20～L/4，其中：L为导电混凝土板2的宽度；第二电极42与靠近第二电极42的导电混凝土板2侧面之间的间距也为b，具体在本实施例中：导电混凝土板2的宽度L为1000mm，第一电极41与靠近第一电极41的导电混凝土板2侧面之间的间距为b为50mm。

为了实现车辆超载超速的组合监测和自动预警，本实施例中电流检测器5、电源6与第一电极41、第二电极42串联构成闭合回路，电源6为5～220V的恒压电源，具体本实施例中电源6的电压为100V，电流检测器5与处理器7相连接，该处理器7上连接有显示模块8和预警装置9。本实施例以导电混凝土板2为载体，处理器7根据电流检测器5的检测信号进行处理，将车辆的负载信息和行驶速度信息在显示模块8上显示，在需要报警的情况下驱动预警装置9工作，实现桥面超载超速的及时预警。

本实施例中的导电混凝土板2采用钢渣导电混凝土，导电混凝土是指向普通混凝土中添加导电组分材料而制成的一种新型水泥基复合材料，它不但有普通混凝土优良的力学性能，而且具备良好的导电性。目前国内外用于配制导电混凝土的材料有石墨、和钢纤维等，但这些材料都比较昂贵。因此，采用价格低廉的导电材料是导电混凝土能否得到推广应用的前提。本实施例中采用的钢渣导电混凝土的成本低，而且能够综合利用炼钢过程中产生的废渣。

实施例2

本实施例的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，其基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例中的上桥面板3的厚度为100mm，导电混凝土板2的宽度L为1000mm，第一电极41与靠近第一电极41的导电混凝土板2侧面之间的间距为b为100mm。

实施例3

本实施例的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，其基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例中的上桥面板3的厚度为0mm，即本实施例中不铺设上桥面板3。导电混凝土板2的宽度L为800mm，第一电极41与靠近第一电极41的导电混凝土板2侧面之间的间距为b为200mm。

使用时，车辆可以以正常的行驶速度经过上桥面板3上，以导电混凝土板2为载体，处理器7根据电流检测器5的检测信号进行处理，将车辆的负载信息和行驶速度信息在显示模块8上显示，在需要报警的情况下驱动预警装置9工作，实现桥面超载超速的及时预警。实施例1～3的监测系统在车辆常规运行过程中即可对车辆负载进行监测，无需车辆前往指定地点接受检查；同时，可在不影响交通运输的条件下布设于桥梁入口或出口处，从而避免车辆绕行躲避检查。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，包括下桥面板(1)、导电混凝土板(2)和上桥面板(3)，其特征在于：还包括第一电极(41)、第二电极(42)、电流检测器(5)、电源(6)、处理器(7)、显示模块(8)和预警装置(9)，其中：

所述的下桥面板(1)上方铺设有导电混凝土板(2)，在导电混凝土板(2)的上方设置有上桥面板(3)，在导电混凝土板(2)的两侧分别安装有第一电极(41)和第二电极(42)，上述的第一电极(41)、第二电极(42)的长度方向沿桥面上的行车方向设置；所述的电流检测器(5)、电源(6)与上述的第一电极(41)、第二电极(42)串联构成闭合回路，上述的电流检测器(5)与处理器(7)相连接，该处理器(7)上连接有显示模块(8)和预警装置(9)。

2.根据权利要求1所述的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，其特征在于：所述的第一电极(41)与靠近第一电极(41)的导电混凝土板(2)侧面之间的间距为b，b＝L/20～L/4，其中：L为导电混凝土板(2)的宽度；第二电极(42)与靠近第二电极(42)的导电混凝土板(2)侧面之间的间距也为b。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，其特征在于：所述的上桥面板(3)的厚度为0～100mm。

4.根据权利要求3所述的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，其特征在于：所述的电源(6)为恒压电源，其电压为5～220V。

5.根据权利要求3所述的一种基于钢渣导电混凝土的桥面动态监测系统，其特征在于：所述的导电混凝土板(2)为钢渣导电混凝土。