CN212779827U - 一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，包括支撑装置、激光发射器、激光接收器、铰接组件a、铰接组件b和顶杆，激光发射器的中部通过铰接组件a与支撑装置的上端转动连接，顶杆竖直布置在激光发射器的上方，且顶杆的下端通过铰接组件b与激光发射器的尾端转动连接，顶杆的上端顶着被测物下表面；激光接收器放置在激光发射器所发射激光方向的前方。有益效果为：通过激光发射器的转角，以及通过激光发射点与顶杆之间的距离和激光发射点与激光接收器之间的距离完成挠度的测量和位移放大功能，既方便了挠度数据的读取，又通过数据的放大，提高了测量的精度。

Description

一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁检测技术领域，具体涉及一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置。

背景技术

对服役一定年限的桥梁进行荷载试验是评定桥梁老化状态的一种直接且有效的方法，结构在荷载作用下的挠度是荷载试验中一项重要的测量任务，且在评定桥梁的受力状态中起着至关重要的作用。便捷、快速、高精度地测量桥梁在荷载作用下的挠度是近年来的研究热点。目前常用的方法中存在如下问题：

不便于观察：大多数挠度测量的仪表直接安装在桥梁的底部，在观察时需要在仪表附近才能观察清楚，然而很多桥梁是跨河桥梁，桥下是水环境，这给仪表的观察和数据的读取设置了难度；

精度低：目前挠度测试仪器可分为机械式和电子式，无论是哪种仪器，仪表都是对挠度的直接读取，而无放大过程，因此挠度测量的精度取决于仪表的灵敏程度，导致测量精度不高；

对结构损伤：部分仪器在测试挠度时，需要在桥梁底部钻孔安装挂钩等，对结构会造成一定的损伤，特别是裂缝较为发育的梁板，该损伤会对结构产生较大影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，以克服上述现有技术中的不足。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，包括支撑装置、激光发射器、激光接收器、铰接组件a、铰接组件b和顶杆，激光发射器的中部通过铰接组件a与支撑装置的上端转动连接，顶杆竖直布置在激光发射器的上方，且顶杆的下端通过铰接组件b与激光发射器的尾端转动连接，顶杆的上端顶着被测物下表面；激光发射器相对于支撑装置进行旋转的轴心线与顶杆相对于激光发射器进行旋转的轴心线平行，且均与激光发射器所发射出的激光光线相垂直；激光接收器放置在激光发射器所发射激光方向的前方。

本实用新型的有益效果是：

1)将数据的测试位置和数据提取位置分离，即激光发射器和激光接收器分离，提高了数据读取的便捷性；

2)通过激光发射器的转角，以及通过激光发射点与顶杆之间的距离和激光发射点与激光接收器之间的距离完成挠度的测量和位移放大功能，既方便了挠度数据的读取，又通过数据的放大，提高了测量的精度；

3)仅通过顶杆与被测物表面相接触，因此，避免了对被测物的损伤，实现了无损检测。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，铰接组件a包括耳板a、耳板b和转轴a，耳板a和耳板b分别设置在激光发射器和支撑装置上，转轴a的两端分别与耳板a和耳板b转动配合。

采用上述进一步的有益效果为：结构简单，稳定性好，装配方便。

进一步，铰接组件b包括耳板c和转轴b，耳板c设置在激光发射器上，转轴b与耳板c转动配合，顶杆的下端与转轴b相连。

采用上述进一步的有益效果为：结构简单，稳定性好，装配方便。

进一步，支撑装置为升降式三脚架。

采用上述进一步的有益效果为：可以通过调节支撑高度，使得顶杆与被测物表面密贴，同时也可以满足不同高度、不同位置的测量需求。

进一步，顶杆的上端为平面状或尖状。

采用上述进一步的有益效果为：当被测物体为钢桥时，表面较为光滑，则顶杆上部设置为平面状，当被测物体表面为混凝土，且存在蜂窝麻面的情况，则顶板上部设置为尖状，可以确保测量精度。

附图说明

图1为本实用新型所述高精度桥梁荷载试验挠度测量装置的结构示意图；

图2为图1的局部结构图；

图3为实施例中的相对距离示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、支撑装置，2、激光发射器，3、激光接收器，4、铰接组件a，410、耳板a，420、耳板b，430、转轴a，5、铰接组件b，510、耳板c，520、转轴b，6、顶杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1、图2所示，一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，包括支撑装置1、激光发射器2、激光接收器3、铰接组件a4、铰接组件b5和顶杆6，支撑装置1支撑在坚硬的地面上，也可以固定在不产生位移的硬质物体上，激光发射器2的中部通过铰接组件a4与支撑装置1的上端转动连接，顶杆6竖直布置在激光发射器2的上方，且顶杆6的下端通过铰接组件b5与激光发射器2的尾端转动连接，顶杆6的上端顶着被测物下表面；激光发射器2相对于支撑装置1进行旋转的轴心线与顶杆6相对于激光发射器2进行旋转的轴心线平行，激光发射器2相对于支撑装置1进行旋转的轴心线与激光发射器2所发射出的激光光线相垂直，激光接收器3放置在激光发射器2所发射激光方向的前方，且便于观察的位置，激光接收器3绘制有刻度，且标有数字指示，激光发射器2的细线激光照射在激光接收器3上，可以通过在激光接收器3上的照射位置以及刻度读取数据。

实施例2

如图1、图2所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

铰接组件a4包括耳板a410、耳板b420和转轴a430，耳板a410和耳板b420分别设置在激光发射器2和支撑装置1上，转轴a430的两端分别与耳板a410和耳板b420转动配合，采用该种设置可以保证两点，一是激光器发射处的高程保持不变，二是激光器发射处与顶杆6之间的距离保持不变。

实施例3

如图1、图2所示，本实施例为在实施例1或2的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

铰接组件b5包括耳板c510和转轴b520，耳板c510设置在激光发射器2上，转轴b520与耳板c510转动配合，顶杆6的下端与转轴b520相连。

实施例4

如图1、图2所示，本实施例为在实施例1或2或3的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

支撑装置1具有高度调节功能，通过调节支撑高度，使得顶杆6与被测物表面密贴，通常情况下，其可优选为升降式三脚架，可以适应不同高度、不同位置的测量需求，当然，支撑装置1还可以采用其他具备高度调节功能的装置。

实施例5

如图1、图2所示，本实施例为在实施例1～4任一实施例的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：

该顶杆6上端可以根据被测物表面粗糙度设计为不同的截面形式，如当被测物体为钢桥时，表面较为光滑，则顶杆6上部可以设置为平面状，当被测物体表面为混凝土，且存在蜂窝麻面的情况，则顶板6上部可以设置为尖状。

激光接收器3固定放置在易于观察的地方，如在桥梁荷载试验时，需测试桥梁底部挠度，但部分桥梁下部为河流或其他不便于观察的环境，在这种情况下，可以将激光接收器3放置在距激光发射器2一定距离，且便于观察的位置，在进行试验前，需要测出激光发射器2与激光接收器3之间的距离，激光发射点与顶杆6之间的距离已知且固定。

在实际测试时，可以通过图3所示的关系采用三角形相似定理计算测试挠度。

激光发射点与顶杆6之间的距离L1和激光发射点与激光接收器3之间的距离L2已知，当在激光接收器3上读取的位移为H2时，可以推算桥梁底部实际位移H1为：

H1＝H2*L1/L2

同时可知，位移被放大的倍数为：

H2/H1＝L2/L1

在实际测试时，L1采用的数值为5cm，而为便于观察，激光接收器3被放置在5m远处，则挠度数据被放大的倍数为：

H2/H1＝L2/L1＝500/5＝100倍

当激光接收器3上的刻度精度为1mm时，则该装置的测试精度为0.01mm。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，其特征在于，包括支撑装置(1)、激光发射器(2)、激光接收器(3)、铰接组件a(4)、铰接组件b(5)和顶杆(6)，所述激光发射器(2)的中部通过铰接组件a(4)与所述支撑装置(1)的上端转动连接，所述顶杆(6)竖直布置在所述激光发射器(2)的上方，且所述顶杆(6)的下端通过铰接组件b(5)与所述激光发射器(2)的尾端转动连接，所述顶杆(6)的上端顶着被测物下表面；所述激光发射器(2)相对于所述支撑装置(1)进行旋转的轴心线与所述顶杆(6)相对于所述激光发射器(2)进行旋转的轴心线平行，且均与所述激光发射器(2)所发射出的激光光线相垂直；所述激光接收器(3)放置在所述激光发射器(2)所发射激光方向的前方。

2.根据权利要求1所述的一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，其特征在于，所述铰接组件a(4)包括耳板a(410)、耳板b(420)和转轴a(430)，所述耳板a(410)和所述耳板b(420)分别设置在所述激光发射器(2)和所述支撑装置(1)上，所述转轴a(430)的两端分别与所述耳板a(410)和所述耳板b(420)转动配合。

3.根据权利要求1所述的一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，其特征在于，所述铰接组件b(5)包括耳板c(510)和转轴b(520)，所述耳板c(510)设置在所述激光发射器(2)上，所述转轴b(520)与所述耳板c(510)转动配合，所述顶杆(6)的下端与所述转轴b(520)相连。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，其特征在于，所述支撑装置(1)为升降式三脚架。

5.根据权利要求1～3任一项所述的一种高精度桥梁荷载试验挠度测量装置，其特征在于，所述顶杆(6)的上端为平面状或尖状。

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