CN206143823U - 一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统 - Google Patents
一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，包括：单排双柱式桥梁下部结构，预埋在所述单排双柱式桥梁下部结构内的钢筋计阵列、数据采集仪、测试连接线和冲刷侧边坡，测试连接线连接钢筋计阵列和数据采集仪，通过测量钢筋计阵列的频率确定黄土边坡冲刷破坏后桩侧土压力合力作用点位置，在此基础上进行黄土冲沟区桥梁下部结构安全状态评估。与现有技术相比，本实用新型所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统操作简单、测试结果误差小，能够真实的反映成桥后特殊地质条件下桩基的承载性能及风险演变规律，另外，测试结果可为桥梁下部结构后期管养及维修加固提供科学方法和依据。
Description
技术领域
本实用新型属于桥梁结构检测技术领域，具体来说，涉及到一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统。
背景技术
处于黄土高原腹地采用标准跨径的山区桥梁，由于黄土沟谷地区坡陡沟深，其单排双柱式下部结构往往呈现以下特点：1○桥墩沿山体高低布设，桥墩台的边坡为高陡坡甚至为高急坡；2○运营期桥面集中排水容易冲刷桩基附近软弱岩土；3○水土流失或桩基附近岩土崩塌导致有效桩长不足。黄土层多孔，透水性、沉陷性较强，在干燥时较坚硬，一旦流水浸湿，容易剥落和遭受侵蚀，甚至发生塌陷；如遇强降雨，在山洪和公路集中排水的冲刷下，可能导致桥梁下部周边土体剥离、塌陷，给下部结构带来严重的安全隐患。
鉴于上述特点，黄土沟谷地区常发生的水土流失、坡体滑落对山区桥梁下部结构稳定性和桩基承载力的影响十分明显。季节周期性的滑坡、泥石流等地质灾害对下部结构更是造成直接冲击破坏。目前，成桥后黄土边坡不同程度冲刷破坏对单排双柱式桥梁下部结构承载性状及安全状态的影响尚缺乏有效的识别判断装置和方法。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，可适用于识别判断成桥后黄土边坡不同程度冲刷破坏情况下单排双柱式桥梁下部结构的承载性状及安全状态。
一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，包括：单排双柱式桥梁下部结构，预埋在所述单排双柱式桥梁下部结构内的钢筋计阵列、数据采集仪7、测试连接线8和冲刷侧边坡9，测试连接线8连接钢筋计阵列和数据采集仪7，通过测量钢筋计阵列的频率确定黄土边坡9冲刷破坏后桩侧土压力合力作用点位置。
优选的，所述单排双柱式桥梁下部结构包括钢筋笼3、成桥桩基4、横系梁5、桥墩6。
优选的，所述钢筋计阵列包括第一列钢筋计1和第二列钢筋计2，在使用前对钢筋计的受力与输出频率之间的线性关系进行标定。
优选的，所述第一列钢筋计1和第二列钢筋计2在桩基4钻孔灌桩施工阶段沿桩长设置在桩基截面位于侧向土压力施加方向上，分别位于同一直径的两端，串联固定安装。
优选的，数据采集仪7和测试连接线8采集第一列钢筋计1和第二列钢筋计2的输出频率，进一步计算得到桩基4的最大弯矩及位置。
优选的，黄土边坡9冲刷破坏后桩侧土压力合力作用点位置是所述桩基4的最大弯矩位置，位于黄土边坡9冲刷破坏后桩基4开裂处附近。
与现有技术相比，本实用新型所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统操作简单、测试结果误差小，能够真实的反映成桥后特殊地质条件下桩基的承载性能及风险演变规律，另外，测试结果可为桥梁下部结构后期管养及维修加固提供科学方法和依据。
附图说明
图1是本实用新型中黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统在应用中的布置图；
图2是成桥后黄土边坡冲刷破坏概况图；
图3是本实用新型中桩身截面钢筋计安装位置示意图；
图4是单排双柱式桥梁下部结构示意图；
图5是黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别结果。
附图标记：
1-第一列钢筋计、2-第二列钢筋计、3-钢筋笼、4-成桥桩基、5-横系梁、6-桥墩、7-数据采集仪、8-测试连接线、9-冲刷侧边坡。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，包括第一列钢筋计1、第二列钢筋计2、钢筋笼3、成桥桩基4、横系梁5、桥墩6、数据采集仪7、测试连接线8和冲刷侧边坡9。
钢筋笼3、成桥桩基4、横系梁5、桥墩6构成黄土冲沟区典型的单排双柱式桥梁下部结构。第一列钢筋计1和第二列钢筋计2在桩基4钻孔灌桩施工阶段沿桩长在钢筋笼3不同深度既定位置处分两列串联固定安装。
冲刷侧边坡9成桥后冲刷破坏，使桩基4边界条件发生改变；桩基4的边界条件改变致使第一列钢筋计1和第二列钢筋计2的输出频率发生改变。数据采集仪7和测试连接线8采集得到第一列钢筋计1和第二列钢筋计2的输出频率。通过第一列钢筋计1和第二列钢筋计2的输出频率进一步计算得到桩基4不同断面的测试钢筋内力，由钢筋内力进一步得到相对应的混凝土应变，由桩基4的弯矩分布识别出桩基4的最大弯矩及位置，并判断桩侧土压力合力作用点。
第一列钢筋计1和第二列钢筋计2在桩基截面位于侧向土压力施加方向上，分别位于同一直径的两端。
第一列钢筋计1和第二列钢筋计2在使用前对钢筋计的受力与输出频率之间的线性关系进行标定。
桩基4的最大弯矩位置为黄土边坡9冲刷破坏后桩侧土压力合力作用点位置，位于黄土边坡9冲刷破坏后桩基4开裂处附近。
通过桩基4的最大弯矩及出现位置判断出黄土边坡9的冲刷破坏程度以及桥梁下部结构的安全状态。
在使用时，可以按照如下步骤进行：
(1)钢筋计在桩基钻孔灌桩施工阶段沿桩长在钢筋笼不同深度既定位置处分两列串联固定安装；
(2)黄土冲沟区边坡成桥后冲刷破坏使桩基边界条件发生改变，致使钢筋计输出频率发生改变；
(3)由数据采集仪和测试连接线采集得到钢筋计输出频率；
(4)由钢筋计输出频率直接得到桩基不同断面的测试钢筋内力，由钢筋内力得到相对应的混凝土应变，由桩基弯矩分布识别出桩身最大弯矩及位置，并判断桩侧土压力合力作用点；
(5)重复步骤(2)～(4)，识别判断黄土边坡进一步冲刷破坏情况下单排双柱式桥梁下部结构的承载性状及安全状态。
与现有技术相比，本实用新型所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统操作简单、测试结果误差小，能够真实的反映成桥后特殊地质条件下桩基的承载性能及风险演变规律，另外，测试结果可为桥梁下部结构后期管养及维修加固提供科学方法和依据。
以上所述仅为本实用新型的示例性具体实施例，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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，其特征在于，包括：单排双柱式桥梁下部结构，预埋在所述单排双柱式桥梁下部结构内的钢筋计阵列、数据采集仪(7)、测试连接线(8)和冲刷侧边坡(9)，测试连接线(8)连接钢筋计阵列和数据采集仪(7)，通过测量钢筋计阵列的频率确定黄土边坡(9)冲刷破坏后桩侧土压力合力作用点位置。
2.根据权利要求1所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，其特征在于，所述单排双柱式桥梁下部结构包括钢筋笼(3)、成桥桩基(4)、横系梁(5)、桥墩(6)。
3.根据权利要求2所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，其特征在于，所述钢筋计阵列包括第一列钢筋计(1)和第二列钢筋计(2)，在使用前对钢筋计的受力与输出频率之间的线性关系进行标定。
4.根据权利要求3所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，其特征在于，所述第一列钢筋计(1)和第二列钢筋计(2)在桩基(4)钻孔灌桩施工阶段沿桩长设置在桩基截面位于侧向土压力施加方向上，分别位于同一直径的两端，串联固定安装。
5.根据权利要求4所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，其特征在于，数据采集仪(7)和测试连接线(8)采集第一列钢筋计(1)和第二列钢筋计(2)的输出频率，进一步计算得到桩基(4)的最大弯矩及位置。
6.根据权利要求5所述的黄土冲沟区桥梁下部结构效应识别系统，其特征在于，黄土边坡(9)冲刷破坏后桩侧土压力合力作用点位置是所述桩基(4)的最大弯矩位置，位于黄土边坡(9)冲刷破坏后桩基(4)开裂处附近。
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| CN107526115A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-29 | 成都众邦凯测科技有限公司 | 用于地质信息采集的钢筋计连接方式 |
| CN107991115A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-04 | 中国铁路总公司 | 一种研究高陡边坡桥墩基础受力变形特性的模型试验系统及试验方法 |
| CN110284531A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-27 | 长安大学 | 斜陡坡桥梁桩基横向承载力修正系数及承载力计算方法 |
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