CN212052225U - 弯沉值动态测量用弯沉梁及道路弯沉值动态测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种弯沉值动态测量用弯沉梁及道路弯沉值动态测量装置，弯沉梁包括支座，支座上铰接有至少三个长度沿前后方向延伸的梁身，支座前侧的梁身部分为前臂，支座后侧的梁身部分为后臂，各前臂的前端均设置有测头，弯沉值动态测量贝可曼梁还包括用于检测各后臂高度变化的位移测量部件，各测头分别为位置靠前的首端测头、位置靠后的尾端测头和位于首端测头和尾端测头之间的中间测头，相邻测头之间的水平方向间距均相等，支座距离首端测头之间的间距大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。本实用新型提供了一种可以加载车行驶过程中对道路弯沉值进行测量的弯沉值动态测量用弯沉梁机使用该弯沉梁的道路弯沉值动态测量装置。

Description

弯沉值动态测量用弯沉梁及道路弯沉值动态测量装置

技术领域

本实用新型涉及道路弯沉值测量领域中的弯沉值动态测量用弯沉梁及道路弯沉值动态测量装置。

背景技术

弯沉值是指荷载对路基/路面作用前后，路基/路面发生变形的大小，用1/100毫米作计算单位，这个弯沉变形值很小，基本都在1mm以内。

回弹弯沉是指在规定的标准轴载B22—100作用下，路基、路面表面轮隙位置产生的垂直回弹变形值。贝克曼梁是常见的一种回弹弯沉值测量装置，贝克曼梁由铝合金制成，其包括梁身和用于支撑梁身的支座，支座前侧的梁身称为前臂，支座后侧的梁身称为后臂，通常前臂与后臂的长度比为2:1，前臂的端部设置有测头，前臂的长度一般为2.4米或3.6米，长度为3.6米的贝克曼梁适用于各种类型的路面结构回弹弯沉的测试，长度为2.4米的贝克曼梁适用于柔性基层沥青路面回弹弯沉的测试。

对道路测试时，加载车停于测试路段的测试位置上，加载车为单后轴、单侧双轮组的载重车，将支座置于地面上，将贝克曼梁的测头插入加载车的后轮轮隙处，梁臂不接触轮胎，贝克曼梁的测头置于轮隙中心前方的30~50mm处测点上，车辆后轮对路面施压，使得路面产生一个弯沉盆，而前臂的长度存在使得支座处于弯沉盆之外，即支座所对应的路面没有产生弯沉变形，将百分表安装在后臂尾端的测定杆顶面，指挥加载车前进，百分表示值随路面变形持续增加，当示值最大时，迅速读取读数L1，加载车继续前进，示值开始反向变化，待加载车行驶至远离弯沉影响范围之外时，百分表示值稳定后，读取百分表读数L2，则回弹弯沉值Lt=（L1-L2）*2。现有的这种贝可曼梁检测回弹弯沉值的方法主要存在以下问题：每个路段测试之初，都需要加载车停于测试路段上，L1值测量后，加载车朝前移动一段距离后，还是要停于测试路段上，也就是说整个测量过程是一个静态的测量过程，这就导致现有的弯沉值测量方法只能在无其它车辆行驶中的路况中使用，比如说要对道路弯沉值进行测量时，需要提前进行封路，非常的影响交通，无法应用到已经开放的有其它车辆使用的路况中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以在加载车行驶过程中对道路弯沉值进行测量的弯沉值动态测量用弯沉梁，本实用新型的目的还在于提供一种使用该弯沉值动态测量用弯沉梁的道路弯沉值动态测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型中弯沉值动态测量用弯沉梁的技术方案如下：

弯沉值动态测量用弯沉梁，包括支座，支座上铰接有至少三个长度沿前后方向延伸的梁身，支座前侧的梁身部分为前臂，支座后侧的梁身部分为后臂，各前臂的前端均设置有测头，弯沉值动态测量贝克曼梁还包括用于检测各后臂高度变化的位移测量部件，各测头分别为位置靠前的首端测头、位置靠后的尾端测头和位于首端测头和尾端测头之间的中间测头，相邻测头之间的水平方向间距均相等，支座距离首端测头之间的间距大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

相邻测头之间的水平方向间距均为L，尾端测头距离首端测头之间的间距和L之和大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

各梁身沿上下方向顺序布置，由上至下，梁身的长度逐渐缩短，前端测头设置于位置最靠上的梁身上。

尾端测头距离首端测头之间的间距小于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

各梁身分别通过各自对应的铰接轴与所述支座铰接相连，各铰接轴上下布置，支座上设置有用于与对应梁身限位配合以限制梁身转动角度的角度限位结构。

本实用新型中道路弯沉值动态测量装置的技术方案为：

道路弯沉值动态测量装置，包括加载车和弯沉值动态测量用弯沉梁，弯沉值动态测量用弯沉梁包括支座，加载车上设置有梁身提升机构，梁身提升机构通过拉绳与所述弯沉值动态测量用弯沉梁相连，支座上铰接有至少三个长度沿前后方向延伸的梁身，支座前侧的梁身部分为前臂，支座后侧的梁身部分为后臂，各前臂的前端均设置有测头，弯沉值动态测量贝可曼梁还包括用于检测各后臂高度变化的位移测量部件，各测头分别为位置靠前的首端测头、位置靠后的尾端测头和位于首端测头和尾端测头之间的中间测头，首端测头用于伸入到加载车的后轮的轮隙中，相邻测头之间的水平方向间距均相等，支座距离首端测头之间的间距大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

相邻测头之间的水平方向间距均为L，尾端测头距离首端测头之间的间距和L之和大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

各梁身沿上下方向顺序布置，由上至下，梁身的长度逐渐缩短，前端测头设置于位置最靠上的梁身上。

尾端测头距离首端测头之间的间距小于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

各梁身分别通过各自对应的铰接轴与所述支座铰接相连，各铰接轴上下布置，支座上设置有用于与对应梁身限位配合以限制梁身转动角度的角度限位结构。

本实用新型的有益效果为：本实用新型中，道路的弯沉值测量过程中，加载车一直处于行驶过程中，先将弯沉值动态测量用弯沉梁下放至路面，弯沉值动态测量用弯沉梁需要进行两次的测量，第一次，加载车的后轮的轮隙中心与首端测头对应时，由后至前所测得的弯沉量分别记为A₁、A₂……An，当加载车的后轮的轮隙中心相对首端测头朝前移动L距离时，进行第二次的弯沉值测量，由后至前各测量点所测得的弯沉量分别为B₁、B₂……Bn，则路面的弯沉值=（A₁- B₁）+（A₂- B₂）+……（An- Bn）。当第二次测量结束后，就可以将弯沉值动态测量用弯沉梁提起，不影响加载车的正常行驶，因此可以在加载车的行驶过程中，完成弯沉值的动态测量。

附图说明

图1是本实用新型道路弯沉值动态测量装置的实施例中弯沉值动态测量用弯沉梁未落地时，加载车与弯沉值动态测量用弯沉梁的配合示意图；

图2是本实用新型中弯沉值动态测量用弯沉梁落地后第一次测量时的状态示意图；

图3是本实用新型中中弯沉值动态测量用弯沉梁落地后第二次测量时的状态示意图；

图4是本实用新型中的弯沉值测量原理图；

图5是图1中弯沉值动态测量用弯沉梁的结构示意图；

图6是图5中支座与铰接轴的配合示意图。

具体实施方式

道路弯沉值动态测量装置的实施例如图1~6所示：包括加载车1和弯沉值动态测量用弯沉梁9，加载车的后轮16为单侧双轮结构（图1中隐藏了双轮结构的一个轮），加载车为现有技术，其具体结构不再详述，加载车带着弯沉值动态测量用弯沉梁9由后至前行驶。

弯沉值动态测量用弯沉梁9包括支座11，支座11上通过四个铰接结构分别铰接有四个长度沿前后方向延伸的梁身10，铰接结构包括设置于支座上的轴线沿左右方向延伸的铰接孔和设置于梁身上的与对应铰接孔转动配合的铰接轴37，各梁身沿上下方向顺序布置，各梁身的长度由上至下逐渐变短。针对各梁身而言，支座前侧的梁身部分为前臂10-1，支座后侧的梁身部分为后臂10-2，前臂长度是后臂长度的两倍，各前臂的前端均设置有测头，各后臂的尾端均设置有用于检测对应后臂高度变化的位移测量部件36，在本实施例中，位移测量部件为百分表。本实用新型的四个梁身类似于现有技术中的四个贝克曼梁集成在一起，相邻两个测头之间的水平间距均相等，定义该间距长度为L，各测头分别为位置靠前的首端测头33、位置靠后的尾端测头34和位于首端测头与尾端测头之间的中间测头35，支座11距离首端测头33之间的间距大于后轮对待测道路13的弯沉影响半径，尾端测头34距离首端测头33之间的间距和L之和大于后轮对待测道路的弯沉影响半径，尾端测头34距离首端测头33之间的间距小于后轮对待测道路的弯沉影响半径。尾端测头距离支座之间的水平间距也为L。图中项25表示被道路被后轮影响而压出的弯沉盆，弯沉盆的前后方向半径即为弯沉影响半径。

加载车的后轮对路面的弯沉影响半径是指，对于柔性基层沥青路面而言，弯沉影响半径为2.4米以内，对于各种类型的路面结构，弯沉影响半径不会超过3.6米，在本实施例中支座11与最上侧梁身相连的铰点距离首端测头之间的距离为2.4米，也就是说，当首端测头33与加载车的后轮16的轮隙中心位置对应时，支座处于加载车的后轮的弯沉影响范围之外，而尾端测头34则处于加载车的后轮的弯沉影响范围之内，当加载车朝前移动距离L时，则尾端测头34处于加载车的后轮的弯沉影响范围之外即处于弯沉盆的后侧。在本实用新型的其它实施例中，当应用于其它路面弯沉值检测时，支座与梁身相连的铰点距离首端测头之间的距离还可以为3.6米。

加载车上设置有用于提升弯沉梁高度的高度提升机构，高度提升机构包括卷筒4，卷筒由卷筒电机驱动，卷筒上缠绕有拉绳30，加载车1上设置有供拉绳绕经换向的拉绳换向滑轮6，拉绳30的下端与支座11相连。拉绳换向滑轮6和卷筒均安装于一个悬臂7上，悬臂7的前端固定于加载车的车身上。

高度提升机构可以升起支座，从而使得支座脱离地面和落于地面上，在本实施例中为避免支座脱离地面时，各梁身的前端朝下翻转而影响加载车的正常行驶，各梁身的铰接轴37上固定有铰接轴挡块38，支座上于铰接轴挡块的上下两侧固定有上侧支座挡块39和下侧支座挡块40，上侧支座挡块39、下侧支座挡块40用于与铰接轴挡块38挡止配合，以限制对梁身的转动范围，在本实施例中，各梁身的转动范围在3度以内，该转动角度范围内，足以实现梁身对相应道路的弯沉值测量，因为道路的弯沉值基本都在1mm以内，梁身所需的转动角度很小，在支座被提起后，也不至于梁身的前臂过渡下翻而导致测头与地面接触。

悬臂的下侧沿前后方向导向移动装配有一个随动滑块31，支座上固定有竖向布置的导向杆32，导向杆的上端与随动滑块31在上下方向导向移动配合，导向杆为一个方形杆。由于导向杆的存在，高度提升机构在上下提升支座上，可以保持支座的稳定性，避免支座来回扭转，保证各梁身不会发生左右扭转而与触碰后轮。

本道路弯沉值动态测量装置的使用原理如图4所示：车辆行驶过程中，使用弯沉梁对道路的两个时刻进行弯沉值测量，图中实线26表示第一时刻，后轮对路面所碾压出来的弯沉盆，虚线27表示第二时刻，后轮对路面所碾压出来的弯沉盆，本实用新型中通过两个时刻的弯沉值测量，加载车的后轮16的轮隙中心与首端测头位置对应时，这是第一时刻，首端测头测得弯沉盆盆底弯沉量，由后至前，各测头分别测量到弯沉盆对应位置的弯沉量A1 、A2……An，本实施例中n=4，当车辆继续朝前移动L位移时，到达第二时刻，相当于整个弯沉盆朝前整体平移L位移，经过这个时间差后，弯沉盆上与各测量点相对应的位置都会产生回弹，此时各测量点所对应的弯沉量B1 、B2、B3和B4，则B4-A4表示由第一时刻到第二时刻，弯沉盆的盆底所产生的回弹量，其它的两个时刻的弯沉量差值则代表，弯沉盆的其它对应位置，由第一时刻到第二时刻，产生的弯沉回弹量，（A1- B1）+（A2- B2）+……（An- Bn）就构成了路面的弯沉值，第二时刻测量后，就可以通过提升机构将弯沉梁整体提离路面，不会影响车辆的正常行走，而由第一时刻到第二时刻，车辆的整体位移量较小，因此只要拉绳稍微保持松脱状态，随动滑块会沿悬臂朝后随动，加载车的朝前移动行走就不会影响到弯沉值测量装置，在第二时刻测量弯沉后，再通过拉绳将弯沉值测量装置提起即可，不影响加载车的正常前进。本实用新型中的每个点的A值、B值的获得与现有技术中贝可曼梁的获得方式一致，其具体如下：当梁身处于水平位置时，记录对应百分表的示值h1，h1为已知值，当梁身的前端测头与地面接触时，记录对应百分表的示值h2，则测头所对应位置的道路的弯沉值A值、B值=（h2-h1）*2。

第一时刻，如何实现加载车的后轮的轮隙中心与首端测头位置对应，可以通过以下两种方式来实现，第一种，弯沉梁9未与地面接触时，首端测头就处于轮隙中心的正上方，弯沉梁的下落，首端测头与地面接触时，直接读数即可；第二种，弯沉梁未与地面接触时，首端测头处于轮隙中心位置的前方3~5cm，随着弯沉梁的下落，首端测头与地面接触，首端测头对应的百分表示值会先由小变大再由大变小，记录首端测头对应的百分表的最大示值，同时在首端测头对应的百分表最大示值时刻，记录其它百分表读数。弯沉梁下放至路面后，拉绳处于松脱状态，以避免加载车朝前移动时带着弯沉梁一起朝前移动。

在本实用新型的其它实施例中：百分表还可以被其它位移测量部件所代替，比如说千分表、激光位移传感器等；尾端测头距离支座之间的距离也可以不是L，中间测头的个数还可以根据需要进行设置，比如说一个、三个或更多；各梁身的铰接轴也可以在竖向同一直线上；当然各梁身的铰接轴线也可以同轴线布置；支座还可以包括四个彼此独立的支座单元，各梁身分别铰接于对应的支座单元上。

弯沉值动态测量用弯沉梁的实施例如图1~6所示：弯沉梁的具体结构与上述各道路弯沉值动态测量装置实施例中所述的弯沉梁相同，在此不再详述。

Claims (8)

1.弯沉值动态测量用弯沉梁，包括支座，其特征在于：支座上铰接有至少三个长度沿前后方向延伸的梁身，支座前侧的梁身部分为前臂，支座后侧的梁身部分为后臂，各前臂的前端均设置有测头，弯沉值动态测量贝克 曼梁还包括用于检测各后臂高度变化的位移测量部件，各测头分别为位置靠前的首端测头、位置靠后的尾端测头和位于首端测头和尾端测头之间的中间测头，相邻测头之间的水平方向间距均相等，支座距离首端测头之间的间距大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

2.根据权利要求1所述的弯沉值动态测量用弯沉梁，其特征在于：相邻测头之间的水平方向间距均为L，尾端测头距离首端测头之间的间距和L之和大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

3.根据权利要求1所述的弯沉值动态测量用弯沉梁，其特征在于：尾端测头距离首端测头之间的间距小于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的弯沉值动态测量用弯沉梁，其特征在于：各梁身分别通过各自对应的铰接轴与所述支座铰接相连，各铰接轴上下布置，支座上设置有用于与对应梁身限位配合以限制梁身转动角度的角度限位结构。

5.道路弯沉值动态测量装置，包括加载车和弯沉值动态测量用弯沉梁，弯沉值动态测量用弯沉梁包括支座，其特征在于：加载车上设置有梁身提升机构，梁身提升机构通过拉绳与所述弯沉值动态测量用弯沉梁相连，支座上铰接有至少三个长度沿前后方向延伸的梁身，支座前侧的梁身部分为前臂，支座后侧的梁身部分为后臂，各前臂的前端均设置有测头，弯沉值动态测量贝克 曼梁还包括用于检测各后臂高度变化的位移测量部件，各测头分别为位置靠前的首端测头、位置靠后的尾端测头和位于首端测头和尾端测头之间的中间测头，首端测头用于伸入到加载车的后轮的轮隙中，相邻测头之间的水平方向间距均相等，支座距离首端测头之间的间距大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

6.根据权利要求5所述的道路弯沉值动态测量装置，其特征在于：相邻测头之间的水平方向间距均为L，尾端测头距离首端测头之间的间距和L之和大于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

7.根据权利要求5所述的道路弯沉值动态测量装置，其特征在于：尾端测头距离首端测头之间的间距小于车轮对待测道路的弯沉影响半径。

8.根据权利要求5~7任意一项所述的道路弯沉值动态测量装置，其特征在于：各梁身分别通过各自对应的铰接轴与所述支座铰接相连，各铰接轴上下布置，支座上设置有用于与对应梁身限位配合以限制梁身转动角度的角度限位结构。

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