CN205317387U - 用于监测桁式组合拱桥的车辆荷载横向分布效应的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于监测桁式组合拱桥的车辆荷载横向分布效应的装置，其特征在于，该装置设置在桁式组合拱桥的中箱内、并包括：两条位移引伸拉线，连接在中箱截面的两侧桁片的内壁之间；两个导向轮，对称设置于中箱截面的两侧顶角、并支撑两条位移引伸拉线沿中箱截面的对角线交叉布置，使位移引伸拉线在中箱截面的对角线方向上的长度可变化；两个位移计，分别测量两条位移引伸拉线在中箱截面的对角线方向上的长度变化。利用该装置，可以实时监测桁式组合拱桥的两侧桁片由于受力不均而在载荷方向上产生的相对位移，以对车辆偏载的横向分布不均实施有效预警。

Description

用于监测桁式组合拱桥的车辆荷载横向分布效应的装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术，特别涉及一种用于监测桁式组合拱桥的车辆荷载横向分布效应的装置。

背景技术

预应力混凝土桁式组合拱桥简称桁式组合拱桥，具有省料、自重轻，跨越能力大、施工机具简单等特点。

请参见图1，桁式组合拱桥在构造上的主要特点是：在主孔中段10的上弦11在墩台13顶部与拱14的顶部之间对称地设有两处断缝S，下弦12仍保持连续。

基图1所示的结构，主孔中段10在两侧断缝S之间的部分可视为桁架拱，主孔中段10在每一侧的断缝S与该侧的墩台13顶部之间的部分可视为悬臂桁架墩，支撑着两侧断缝S之间的桁架拱，从而形成拱(轴压受力)和梁(弯曲受力)的组合体系。

请参见图2，桁式组合拱桥的上部采用闭合的箱形截面，以主孔中段10处为例，两侧的桁片31a和31b(图2中以箱型桁片为例，但桁片也可以采用工字型截面)与桥面基板32以及底板33共同形成中箱，并且，桥面基板32作为中箱的顶板直接承受车辆荷载。然而，上述的箱形截面设计并未考虑车辆荷载的横向分布系数(偏载系数)的影响，或对车辆荷载的横向分布系数考虑不足，因此，在车辆偏载作用下，箱形截面中的桁片31a和31b不能均匀承担上部荷载，导致某一侧桁片31a或31b受力过大，使箱形截面发生平行四边形式的变形，周而复始逐渐导致桥梁箱梁发生严重损伤。

基于上述的原因，有必要对车辆偏载造成的横向分布不均进行监测。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于监测桁式组合拱桥的车辆荷载横向分布效应的装置，能够监测车辆偏载对桁式组合拱桥造成的横向分布不均。其中，该装置设置在桁式组合拱桥的中箱内、并包括：

两条位移引伸拉线，连接在中箱截面的两侧桁片的内壁之间；

两个导向轮，对称设置于中箱截面的两侧顶角、并支撑两条位移引伸拉线沿中箱截面的对角线交叉布置，使位移引伸拉线在中箱截面的对角线方向上的长度可变化；

两个位移计，分别测量两条位移引伸拉线在中箱截面的对角线方向上的长度变化。

可选地，两个位移计分别固定于中箱截面的两侧桁片，并且，每条位移引伸拉线的一端固定于中箱截面的一侧底角、另外一端在中箱截面的另一侧通过导向轮固定在位移计的测量杆。

可选地，位移计安装在中箱截面的顶角处固定于桁片。

可选地，位移计与报警系统通过信号线路相连接。

如上可见，利用上述实施例提供的装置，可以测量得到位移引伸拉线在中箱截面的对角线方向上的长度变化，该长度变化能够实时反映出桁式组合拱桥的两侧桁片由于受力不均而在载荷方向上产生的相对位移，因而能够实时监测桁式组合拱桥的车辆偏载横向分布，以对车辆偏载的横向分布不均实施有效评价和预警。

附图说明

图1为桁式组合拱桥的整体外形结构示意图；

图2为图1中的A-A处的剖面图；

图3为本实用新型实施例中的一种监测装置的结构示意图；

图4为如图3所示的监测装置在桁式组合拱桥承载偏压时的状态示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

请参见图3，在一个实施例中，用于监测桁式组合拱桥的车辆荷载横向分布效应的装置设置在桁式组合拱桥的中箱内，即，由桥面基板30与底板34以及桥梁两侧的桁片31和32(图3中以箱型桁片为例，但桁片也可以采用工字型截面)共同形成的中箱。

并且，在图3中，该装置包括两条位移引伸拉线51a和51b、两个导向轮52a和52b、以及两个位移计53a和53b，其中：

两条位移引伸拉线51a和51b连接在中箱截面的两侧桁片31a和31b的内壁之间，两个导向轮52a和52b对称设置于中箱截面的两侧顶角、并支撑两条位移引伸拉线51a和51b沿中箱截面的对角线交叉布置。

相应地，当桁片31a沿图3中示出的箭头Mov_a移动时，可以带动位移引伸拉线51a沿图3中示出的箭头Str_a移动，从而使位移引伸拉线51a在中箱截面的对角线方向上的长度(即导向轮52a与桁片31b所在侧的底角之间的长度)发生变化；与此同时，桁片31b也会沿图3中示出的箭头Mov_b移动，并使位移引伸拉线51b在中箱截面的对角线方向上的长度(即导向轮52b与桁片31a所在侧的底角之间的长度)可以发生变化。

上述结构使位移引伸拉线51a和51b在中箱截面的对角线方向上的长度可变，并且，该长度能够随桁片31a和/或31b在桁式组合拱桥的载荷方向(即图3中的竖直方向)上的相对位移而变化。

请参见图4，图4中为了便于观看位移引伸拉线51a和51b的变化，仅示出了位移引伸拉线51a和51b在中箱截面的对角线方向上的部分、以及能够有助于体现上述变化的一部分结构：

当车辆偏载横向分布均匀时，桁片31a和桁片31b在桁式组合拱桥的载荷方向上不存在相对位移，此时，中箱的截面呈矩形，位移引伸拉线51a在中箱截面的对角线方向上的长度La与位移引伸拉线51b在中箱截面的对角线方向上的长度Lb相等；

当车辆偏载横向分布不均时，桁片31a和桁片31b在桁式组合拱桥的载荷方向上发生相对位移，即，载荷F集中分布在桁片31b一侧、并导致桁片31b低于桁片31a，此时，中箱的截面呈平行四边形，位移引伸拉线51a在中箱截面的对角线方向上的长度La’大于位移引伸拉线51b在中箱截面的对角线方向上的长度Lb’。

请再参见图3，两个位移计53a和53b分别测量两条位移引伸拉线51a和51b在中箱截面的对角线方向上的长度变化，即，位移计53a测量位移引伸拉线51a在中箱截面的对角线方向上的长度变化、位移计53b则测量位移引伸拉线51b在中箱截面的对角线方向上的长度变化。

例如，位移计53a可以装设在桁片31a所在的一侧，位移计53b则可以装设在桁片31b所在的一侧，从而，位移计53a可以随着桁片31a在桁式组合拱桥的载荷方向上移动，而位移计53b则可以随着桁片31b的移动而在桁式组合拱桥的载荷方向上移动。

并且，位移引伸拉线51a的一端固定于中箱截面的一侧底角(即，桁片31b所在侧的底角)，另一端在中箱截面的另一侧(即，桁片31a所在侧)通过导向轮52a连接到位移计53a的测量杆。同理，位移引伸拉线51b的一端固定于中箱截面的上述另一侧底角(即，桁片31a所在侧的底角)，另一端在中箱截面的上述一侧(即，桁片31b所在侧)通过导向轮52b连接到位移计53b的测量杆。从而，位移计53a和53b的移动会带动位移引伸拉线51a和51b在中箱截面的对角线方向上的长度变化，而这样的长度变化又会改变位移计53a和53b的测量结果。

对于图3中示出的位置关系，即，中箱截面的每一侧的位移计53a或53b位于该侧的导向轮52a或52b下方，位移计53a和53b的测量杆可以位于其仪表本体的顶部，但实际应用中并不限于此这样的位置关系，相应地，测量杆的朝向也可以随位置关系的不同而进行调整。

基于上述连接方式，对于图4示出的情况，位移计53a输出的位移信号表示La’-La，位移计53b输出的位移信号表示Lb’-Lb。

并且，位移计53a和53b可以与后端的报警系统通过信号线路相连接，使上述的位移信号能够到达报警系统，用于报警系统通过计算来对车辆偏载的横向分布不均实施有效评估和预警。

例如，报警系统可以计算横向分布不均匀系数，该系数可以表示为：

(│La’-La│+│Lb’-Lb│)/W

上述公式中的W为桁式组合拱桥的横向宽度。

如上可见，利用上述实施例提供的装置，可以测量得到位移引伸拉线51a和51b在中箱截面的对角线方向上的长度变化，该长度变化能够实时反映出桁式组合拱桥的两侧桁片31a和31b由于受力不均而在载荷方向上产生的相对位移，因而能够实时监测桁式组合拱桥的车辆偏载横向分布，以对车辆偏载的横向分布不均实施有效评估预警。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种用于监测桁式组合拱桥的车辆荷载横向分布效应的装置，其特征在于，该装置设置在桁式组合拱桥的中箱内、并包括：

两条位移引伸拉线，连接在中箱截面的两侧桁片的内壁之间；

两个导向轮，对称设置于中箱截面的两侧顶角、并支撑两条位移引伸拉线沿中箱截面的对角线交叉布置，使位移引伸拉线在中箱截面的对角线方向上的长度可变化；

两个位移计，分别测量两条位移引伸拉线在中箱截面的对角线方向上的长度变化。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，两个位移计分别固定于中箱截面的两侧桁片，并且，每条位移引伸拉线的一端固定于中箱截面的一侧底角、另外一端在中箱截面的另一侧通过导向轮固定在位移计的测量杆。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，中箱截面的每一侧的位移计位于该侧的导向轮下方、并且位移计的测量杆位于位移计的顶部。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位移计与报警系统通过信号线路相连接。