CN208459180U - 一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，包括：车体、回弹敲击集成设备、信号采集装置和信号处理装置；所述车体运行在待测环氧沥青钢桥面铺装层；所述回弹敲击集成设备安装在所述车体的车身后端的玻璃钢支架上；所述玻璃钢支架横向水平设置在所述车体的车身后端中部；所述信号采集装置设置在所述车体上；所述信号处理装置连接所述信号采集装置，用于接收所述信号采集装置采集的信号并进行处理，并输出待测环氧沥青钢桥面敲击回弹强度信息的处理结果。本实用新型环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置能够简便、高效地检测铺装层强度，根据收集的强度信息进而辨别钢桥面内部损伤情况。

Description

一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种道路工程检测技术领域，尤其涉及一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置。

背景技术

环氧沥青铺装是国内主流钢桥面铺装类型之一，目前体量已超过150万m²。随着铺装服役时间的延长，在高温、多雨、重载条件耦合条件作用下，正交异性板及环氧沥青铺装早期容易产生疲劳损伤问题，长期易引起钢桥面内部隐性病害，很大程度上影响了铺装使用耐久性，因此，有效地对环氧沥青钢桥面进行损伤检测十分重要。

铺装层与钢板层间粘结强度衰减是环氧沥青钢桥面出现内部隐性病害的原因之一，层间粘结的好坏关系到整体结构的耐久性，调查结果显示，铺装层与钢板粘结强度不足，易产生脱空病害，影响铺装层使用性能和使用寿命；因而及时检测钢桥面铺装强度衰减显得至关重要，以便及时处治钢桥面内部病害。

现有的铺装层与钢板粘结强度检测技术仅在室内研究阶段取得了一定成果，大部分采用超声检测仪和冲击回波法进行检测，在实桥检测过程中具有一定的弊端性，如两者需在桥面进行单点巡查测试，测试效率较低，另外超声检测容易受桥面振动、表面粗糙度的影响导致测试结果不精准。因此，铺装层与钢板粘结强度检测方法无章可寻。

有鉴于上述现有缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，以提供一种简便高效、高精度的环氧沥青钢桥面铺装层与钢板粘结状况的检测方案，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，可通过检测铺装层的强度状况，间接评价铺装层与钢板粘结状况。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，包括：车体、回弹敲击集成设备、信号采集装置和信号处理装置；所述车体运行在待测环氧沥青钢桥面铺装层，所述车体的车身后端中部设置有玻璃钢支架；所述回弹敲击集成设备包括均匀设置在所述玻璃钢支架上的多个回弹敲击子装置，所述回弹敲击子装置用于在车体行驶过程中，对待测环氧沥青钢桥面施加荷载；所述信号采集装置设置在所述玻璃钢支架上，用于采集所述回弹敲击子装置施加荷载时的敲击回弹信号；所述信号处理装置设置在所述车体内部，连接所述信号采集装置。

优选地，所述回弹敲击子装置垂直朝向待测环氧沥青钢桥面，所述车体的车轮每转一周，所述回弹敲击子装置自动对待测环氧沥青钢桥施加荷载一次。

优选地，所述回弹敲击子装置设置有7个且每间距300mm进行安装。

优选地，所述信号采集装置有多个，对应多个所述回弹敲击子装置。

优选地，所述信号采集装置包括一个信号拾取装置，与对应的所述回弹敲击子装置连接，用于采集待测环氧沥青钢桥面强度传递到所述车体上的响应信号。

优选地，所述回弹敲击子装置为激振器，所述激振器包括传力杆和振源，所述传力杆与所述玻璃钢支架固定连接，所述振源设置在所述传力杆下端，所述振源外部设置有套壳，所述套壳套设在所述传力杆下半部分，所述振源在所述传力杆纵向方向对待测环氧沥青钢桥面进行回弹运动。

优选地，所述玻璃钢支架通过拉索和固定座固定所述车体后方，所述固定座平行设置在所述车体后方两端，所述拉索连接所述固定座与所述玻璃钢支架。

优选地，所述信号处理装置包括LMS动态测试仪和计算机，用于将所述信号采集装置采集的信号输入所述LMS动态测试仪，再传入计算机进行分析拟合，以获取在环氧沥青钢桥面铺装层施加荷载不同位置处的时域图和频谱图。

优选地，还包括铺装强度指示值计算装置，用于根据所述时域图和频谱图计算待测环氧钢桥面铺装层不同位置处的铺装强度指示值，根据所述铺装强度指示值异常点判断铺装结构中的损伤位置。

采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：

1、通过车体在待测环氧沥青钢桥面上运行，车轮每转一周使得回弹敲击子装置对钢桥面自动施加荷载一次，以产生预定的回弹强度，回弹强度通过信号采集装置收到并传送给信号处理装置，对多个回弹敲击子装置的回弹强度进行处理，以判断铺装结构中的损伤位置，从而养护人员可以针对损伤位置进行养护决策。

2、本实用新型的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置具有严格的理论基础，整个检测过程只需要移动回弹敲击子系统对待测桥梁进行周期性的敲击即可获得检测信号，其在待测环氧沥青钢桥面铺装层上荷载一遍即可获得检测信号，并可根据检测信号经过相应的处理转换而得到钢桥面铺装的损伤信息，操作简单易行，效率高，检测精度高，成本低，其抗干扰性强，进行桥面铺装层检测时不需要中断桥梁交通即可得到准确的检测结果，能够简便、高效地检测不同位置铺装层强度，协助辨别钢桥面内部损伤，可实施性强且可实现快速化检测；结构简单，检测时所需的人力成本低，且能够适应各种检测环境。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置的结构侧视图；

图2是本实用新型一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置的结构后视图；

图3是本实用新型一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置的激振器结构图；

附图标记：车体1，回弹敲击子装置2，传力杆21，振源22，套壳23，信号采集装置3，信号拾取装置31，信号处理装置4，LMS动态测试仪41，计算机42，玻璃钢支架5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至图2，一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，包括：车体1、回弹敲击集成设备、信号采集装置3和信号处理装置4；车体1运行在待测环氧沥青钢桥面铺装层，车体1的车身后端中部设置有玻璃钢支架5；回弹敲击集成设备包括均匀设置在玻璃钢支架5上的多个回弹敲击子装置2，回弹敲击子装置2用于在车体1行驶过程中，对待测环氧沥青钢桥面施加荷载；信号采集装置3设置在玻璃钢支架5上，用于采集回弹敲击子装置2施加荷载时的敲击回弹信号；信号处理装置4设置在车体1内部，连接信号采集装置3，用于接收信号采集装置3采集的信息并进行处理，并输出待测环氧沥青钢桥面敲击回弹强度信息的处理结果。

通过车体在待测环氧沥青钢桥面上运行，车轮每转一周使得回弹敲击子装置对钢桥面自动施加荷载一次，以产生预定的回弹强度，回弹强度通过信号采集装置收到并传送给信号处理装置，对多个回弹敲击子装置的回弹强度进行处理，以判断铺装结构中的损伤位置，从而养护人员可以针对损伤位置进行养护决策。

作为一种优选的技术方案，回弹敲击子装置2垂直朝向待测环氧沥青钢桥面，车体1的车轮每转一周，回弹敲击子装置2自动对待测环氧沥青钢桥施加荷载一次。为使得回弹敲击子装置2的对钢桥面施加的荷载间隔时间均匀，车体应保持匀速前进，在车轮每转一周回弹敲击子装置2施加荷载一次；并且车体保持匀速前进，可以更方便准确的确定铺装层损伤的位置。在回弹敲击子装置2在对待测钢桥面进行施加荷载时，多个回弹敲击子装置2统一操作，以保证各个数据采集通道的同步性。

作为一种优选的技术方案，回弹敲击子装置2设置有7个且每间距300mm进行安装。设置7个回弹敲击子装置2且间隔300mm设置是最优选方案，可以根据实际情况进行设置。

作为一种优选的技术方案，信号采集装置3有多个，对应多个回弹敲击子装置2。每个回弹敲击子装置2对应一个信号采集装置3，使得每个回弹敲击子装置2对不同位置的待测钢桥面施加荷载的钢桥面强度数据传送给对应的信号采集装置3，然后统一传送给数据处理系统进行处理。

作为一种优选的技术方案，信号采集装置3包括一个信号拾取装置31，与对应的回弹敲击子装置2连接，用于采集待测环氧沥青钢桥面强度传递到车体1上的响应信号。信号拾取装置31可以为位移传感器。

参见图3，作为一种优选的技术方案，回弹敲击子装置2为激振器，激振器包括传力杆21和振源22，传力杆21与玻璃钢支架5固定连接，振源22设置在传力杆1下端，振源22外部设置有套壳23，套壳23套设在传力杆21下半部分，振源22在传力杆21纵向方向对待测环氧沥青钢桥面进行回弹运动。

作为一种优选的技术方案，玻璃钢支架5通过拉索和固定座固定车体1后方，固定座平行设置在车体1后方两端，拉索连接固定座与玻璃钢支架5。用于安装回弹敲击子装置2的玻璃钢支架5悬伸端优选通过拉索与固定座连接，由于拉索具备一定的柔性，可以缓冲车辆运行过程中产生的抖动对回弹敲击子装置的影响，使得探测到的数据更加的精准。

作为一种优选的技术方案，信号处理装置4包括LMS动态测试仪41和计算机42，用于将信号采集装置3采集的信号输入LMS动态测试仪，再传入计算机进行分析拟合，以获取在环氧沥青钢桥面铺装层施加荷载不同位置处的时域图和频谱图。

作为一种优选的技术方案，还包括铺装强度指示值计算装置，用于根据时域图和频谱图计算待测环氧钢桥面铺装层不同位置处的铺装强度指示值，根据铺装强度指示值异常点判断铺装结构中的损伤位置。铺装强度指示值可以将回弹强度指示值发生突然下降的位置确定为存在损伤的位置, 降幅越大，损伤也就越严重，当铺装层内部无损伤时，铺装强度指示值的图形曲线比较光滑。

车体1的车轮为刚性轮盘且直接接触待测环氧沥青钢桥面铺装层。

一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：车体1匀速运行在待测环氧沥青钢桥面铺装层上；

步骤二：车体1的车轮每转一周，回弹敲击子装置2同时向待测环氧沥青钢桥面自动施加荷载一次；

步骤三：回弹敲击子装置2每施加一次荷载，每个回弹敲击子装置2对应的位移传感器采集强度响应信号；

步骤四：位移传感器采集的强度响应信号由信号采集装置3传送给信号处理装置4，信号处理装置4将信号采集装置3采集的信号输入LMS动态测试仪，再传入计算机进行分析拟合，获取环氧沥青钢桥面铺装层施加荷载不同位置处的时域图和频谱图；

步骤五：根据时域图和频谱图计算待测环氧钢桥面铺装层不同位置的强度指示值，根据指示值异常点判断铺装层结构中的损伤位置；

步骤六：根据得到的损伤位置，对钢桥面铺装层进行养护维修决策。

车体1均速移动时，设于车体1后端中下部玻璃钢支架5上7个回弹敲击子装置会同时向待测环氧沥青钢桥面铺装层施加周期性载荷载，车轮每转一周，回弹敲击子系统会自动施加荷载一次，待测环氧沥青钢桥面铺装层受到敲击载荷的同时，将作出反馈，会产生位移的响应信号, 由于铺装层和车体相互作用,该响应信号会由设置在车体上的信号拾取装置采集获得，该响应信号的瞬时值大小等可反映待测环氧沥青钢桥面在敲击位置处的结构特征，本实施例中信号拾取装置为位移传感器，其采集获得的响应信号为位移频谱。由信号拾取装置采集的响应信号会被传送至信号处理装置，经过相应的信号过滤、信号转换、数据整理、数据换算等，最终输出能够反应桥梁损伤信息的处理结果。

本实用新型的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置具有严格的理论基础，整个检测过程只需要移动回弹敲击子系统对待测桥梁进行周期性的敲击即可获得检测信号，其在待测环氧沥青钢桥面铺装层上荷载一遍即可获得检测信号，并可根据检测信号经过相应的处理转换而得到钢桥面铺装的损伤信息，操作简单易行，效率高，检测精度高，成本低，其抗干扰性强，进行桥面铺装层检测时不需要中断桥梁交通即可得到准确的检测结果，能够简便、高效地检测不同位置铺装层强度，协助辨别钢桥面内部损伤，可实施性强且可实现快速化检测；结构简单，检测时所需的人力成本低，且能够适应各种检测环境。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，其特征在于，包括：车体（1）、回弹敲击集成设备、信号采集装置（3）和信号处理装置（4）；

所述车体（1）运行在待测环氧沥青钢桥面铺装层，所述车体（1）的车身后端中部设置有玻璃钢支架（5）；

所述回弹敲击集成设备包括均匀设置在所述玻璃钢支架（5）上的多个回弹敲击子装置（2），所述回弹敲击子装置（2）用于在车体（1）行驶过程中，对待测环氧沥青钢桥面施加荷载；

所述信号采集装置（3）设置在所述玻璃钢支架（5）上，用于采集所述回弹敲击子装置（2）施加荷载时的敲击回弹信号；

所述信号处理装置（4）设置在所述车体（1）内部，连接所述信号采集装置（3）；

所述玻璃钢支架（5）通过拉索和固定座固定所述车体（1）后方，所述固定座平行设置在所述车体（1）后方两端，所述拉索连接所述固定座与所述玻璃钢支架（5）。

2.根据权利要求1所述的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，其特征在于，所述回弹敲击子装置（2）垂直朝向待测环氧沥青钢桥面，所述车体（1）的车轮每转一周，所述回弹敲击子装置（2）自动对待测环氧沥青钢桥施加荷载一次。

3.根据权利要求2所述的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，其特征在于，所述回弹敲击子装置（2）设置有7个且每间距300mm进行安装。

4.根据权利要求2所述的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，其特征在于，所述信号采集装置（3）有多个，对应多个所述回弹敲击子装置（2）。

5.根据权利要求4所述的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，其特征在于，所述信号采集装置（3）包括一个信号拾取装置（31），与对应的所述回弹敲击子装置（2）连接，用于采集待测环氧沥青钢桥面强度传递到所述车体（1）上的响应信号。

6.根据权利要求2所述的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，其特征在于，所述回弹敲击子装置（2）为激振器，所述激振器包括传力杆（21）和振源（22），所述传力杆（21）与所述玻璃钢支架（5）固定连接，所述振源（22）设置在所述传力杆（21）下端，所述振源（22）外部设置有套壳（23），所述套壳（23）套设在所述传力杆（21）下半部分，所述振源（22）在所述传力杆（21）纵向方向对待测环氧沥青钢桥面进行回弹运动。

7.根据权利要求1所述的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，其特征在于，所述信号处理装置（4）包括LMS动态测试仪（41）和计算机（42），用于将所述信号采集装置（3）采集的信号输入所述LMS动态测试仪，再传入计算机进行分析拟合，以获取在环氧沥青钢桥面铺装层施加荷载不同位置处的时域图和频谱图。

8.根据权利要求7所述的环氧沥青钢桥面铺装强度检测装置，其特征在于，还包括铺装强度指示值计算装置，用于根据所述时域图和频谱图计算待测环氧钢桥面铺装层不同位置处的铺装强度指示值，根据所述铺装强度指示值异常点判断铺装结构中的损伤位置。