CN214373020U - 一种用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉钢筋应力检测技术领域，具体涉及一种用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，包括固定安装于待测桥梁上的固定支架，安装于所述固定支架上并与待测桥梁底部保持平行间隔、且滑动方向平行于待测桥梁内部钢筋轴线的滑轨，设置于所述滑轨顶部且与所述滑轨滑动配合的滑动小车，以及设置于所述滑动小车顶部且检测端朝向待测桥梁底部的磁信号检测模块。本实用新型中用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置能够对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向的扫描并能够采集对应的磁信号，以能够为弹性应力的检测提供数据基础，从而能够辅助提升桥梁钢筋弹性应力的检测效果。

Description

一种用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置

技术领域

本实用新型涉及钢筋应力检测技术领域，具体涉及一种用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置。

背景技术

钢筋具有强度高、韧性好等特点，被广泛应用于桥梁工程领域，钢筋混凝土桥梁也成为了最常见的桥梁结构之一。钢筋混凝土桥梁随着使用年限的增加，在荷载水平等外界因素的作用下，桥梁结构的承载能力问题日益突出，服役桥梁结构性能的退化严重，很容易引发严重的安全事故。钢筋当前应力状态是反映桥梁整体安全状态的有效指标之一，因此如何准确的检测钢筋混凝土梁构件既有应力，对桥梁安全评估具重要意义。

钢筋混凝土桥梁的设计依据是以钢筋屈服时作为极限状态，因此桥梁日常服役期间，钢筋所受应力大多为弹性阶段应力，如果能够实现对弹性阶段内应力的量化检测，便能够在应力到达屈服时提前预警。现有的钢筋应力检测方法主要分为有损检测和无损检测，有损检测会对桥梁结构产生一定的损伤，因此目前较为常用的是无损检测。无损检测一般是通过预埋式传感器（例如应变片、振弦式传感器等）实现应力检测。随着传感器服役年限的增加，预埋式传感器有可能出现损坏从而导致测点的失效，此时想要更换混凝土内部的传感器非常困难。因此，需要寻找一种非预埋式且可以直接测量钢筋应力的方法。

申请人通过理论分析和实验发现了应力会导致磁空间信号不同测点间的差异逐渐减小的规律，并据此提出了用于表征钢筋弹性阶段应力的指标，同时指标与弹性应力之间存在明显的线性关系。基于此，申请人提出了一种基于磁信号空间特征的混凝土桥梁钢筋弹性应力检测方法，具体包括：对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向的扫描并获取对应的磁信号；获取纵向钢筋的自发磁信号随空间的变化规律；构建用于表征钢筋弹性阶段应力的指标，并基于该指标计算对应的弹性应力值。然而，想要通过上述方法实现混凝土桥梁钢筋弹性应力的检测，其首先需要设计一种能够对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向扫描并能够采集磁信号的装置，以为弹性应力的检测提供数据基础。因此，如何设计一种能够对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向扫描并能够采集磁信号的信号采集装置是急需解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向的扫描并能够采集对应的磁信号的信号采集装置，以能够为弹性应力的检测提供数据基础，从而能够辅助提升桥梁钢筋弹性应力的检测效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，包括固定安装于待测桥梁上的固定支架，安装于所述固定支架上并与待测桥梁底部保持平行间隔、且滑动方向平行于待测桥梁内部钢筋轴线的滑轨，设置于所述滑轨顶部且与所述滑轨滑动配合的滑动小车，以及设置于所述滑动小车顶部且检测端朝向待测桥梁底部的磁信号检测模块。

优选的，所述固定支架包括沿待测桥梁内部钢筋轴线的方向间隔布置的两组支撑组件，以及设置于两组支撑组件之间且与待测桥梁底部保持平行间隔的支撑座；所述滑轨固定安装于所述支撑座的顶部；所述支撑组件包括竖向固定于待测桥梁上且沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向平行间隔布置的两根支撑竖杆，以及设置于两根支撑竖杆上远离待测桥梁一端且能够与待测桥梁底部保持平行的支撑横杆；所述支撑座的两端分别与两组支撑组件的支撑横杆固定连接。

优选的，所述支撑组件的两根支撑竖杆远离待测桥梁的一端上设置有沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向贯穿设置的安装通孔；所述支撑横杆插接安装于两根支撑竖杆的安装通孔内。

优选的，所述支撑组件的两根支撑竖杆上对应于安装通孔的位置还设置有沿待测桥梁内部钢筋轴线的方向贯穿安装通孔的固定通孔；所述支撑横杆上设置有沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向间隔布置且与所述固定通孔相对应的辅助定位孔。

优选的，所述滑动小车包括车体，以及设置于所述车体底部且能够与所述滑轨滑动配合的多个滚轮；所述磁信号检测模块设置于所述车体顶部。

优选的，所述车体顶部还设置有能够朝待测桥梁底部伸展或回缩的伸缩机构；所述磁信号检测模块设置于所述伸缩机构的伸缩端上。

优选的，所述伸缩机构包括竖向设置于所述车体顶部的底杆，套接设置于所述底杆上部的顶杆，以及伸缩定位销，所述顶杆的顶部为伸缩端；所述底杆和所述顶杆上对应设置有沿竖向方向间隔布置且横向贯通设置的若干个伸缩定位孔，所述伸缩定位孔的孔径与所述伸缩定位销相对应。

本方案中用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，具有如下有益效果：

1、本方案中，通过固定支架将滑轨安装于待测桥梁底部下方，且滑轨的滑动方向与待测桥梁内部钢筋轴线的方向一致，使得滑动小车能够带动磁信号检测模块对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向的扫描并能够采集对应的磁信号，这能够为弹性应力的检测提供数据基础，从而能够辅助提升桥梁钢筋弹性应力的检测效果。

2、本方案中，支撑横杆插接安装于两根支撑竖杆的安装通孔内（可通过插销固定），使得能够沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向调节支撑横杆的位置，并能够实现支撑座和滑轨的位置调节，进而能够沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向调节磁信号检测模块的检测位置，以能够在待测桥梁底部形成“平面扫描”并获取对应的磁信号，这能够更好、更全面的采集待测桥梁底部的磁信号，从而能够进一步提升桥梁钢筋弹性应力的检测效果。

附图说明

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为实施例中信号采集装置的结构示意图；

图2为实施例中信号采集装置的侧视剖视图。

说明书附图中的附图标记包括：待测桥梁101、磁信号检测模块1、支撑竖杆21、支撑横杆22、辅助定位孔23、支撑座3、滑轨4、车体51、滚轮52、底杆61、顶杆62、伸缩定位孔63。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例：

本实施例中公开了一种用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置。

如图1所示，一种用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，包括固定安装于待测桥梁101上的固定支架，安装于固定支架上并与待测桥梁底部保持平行间隔、且滑动方向平行于待测桥梁内部钢筋轴线的滑轨4，设置于滑轨4顶部且与滑轨4滑动配合的滑动小车，以及设置于滑动小车顶部且检测端朝向待测桥梁底部的磁信号检测模块1。具体的，磁信号检测模块1可包括磁信号传感器和通信模块，磁信号传感器用于采集磁信号数据，通信模块用于将数据传输到设置的后台服务器，以通过后台服务器计算对应的弹性应力值。

检测前，将固定支架安装于待测桥梁上，将滑轨4安装于固定支架上，将磁信号检测模块1安装于滑动小车顶部；实际检测时，控制滑动小车沿滑轨4滑动(滑动小车可以采用现有的远程电控小车，以实现远程控制)，此时滑动小车顶部的磁信号检测模块1在滑动过程中采集待测桥梁底部的磁信号。本方案中，通过固定支架将滑轨4安装于待测桥梁底部下方，且滑轨4的滑动方向与待测桥梁内部钢筋轴线的方向一致，使得滑动小车能够带动磁信号检测模块1对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向的扫描并能够采集对应的磁信号，这能够为弹性应力的检测提供数据基础，从而能够辅助提升桥梁钢筋弹性应力的检测效果。

具体实施过程中，结合图1所示，固定支架包括沿待测桥梁内部钢筋轴线的方向间隔布置的两组支撑组件，以及设置于两组支撑组件之间且与待测桥梁底部保持平行间隔的支撑座3；滑轨4固定安装于支撑座3的顶部；支撑组件包括竖向固定于待测桥梁上且沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向平行间隔布置的两根支撑竖杆21，以及设置于两根支撑竖杆21上远离待测桥梁一端且能够与待测桥梁底部保持平行的支撑横杆22；支撑座3的两端分别与两组支撑组件的支撑横杆22固定连接。具体的，支撑竖杆21可通过锚固定与待测桥梁上。

本方案中的固定支架能够稳固的安装滑轨4，同时，由于支撑座3和支撑横杆22均与待测桥梁底部保持平行，使得滑轨4能够与待测桥梁底部保持平行间隔且滑动方向能够与待测桥梁内部钢筋轴线的方向一致，使得磁信号检测模块1对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向的扫描并能够采集对应的磁信号，从而能够更好的辅助实现对混凝土桥梁底部进行沿钢筋长度方向扫描并采集磁信号。

具体实施过程中，结合图2所示，支撑组件的两根支撑竖杆21远离待测桥梁的一端上设置有沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向贯穿设置的安装通孔；支撑横杆22插接安装于两根支撑竖杆21的安装通孔内。具体的，支撑组件的两根支撑竖杆21上对应于安装通孔的位置还设置有沿待测桥梁内部钢筋轴线的方向贯穿安装通孔的固定通孔；支撑横杆22上设置有沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向间隔布置且与固定通孔相对应的辅助定位孔23。可通过插销来插接固定支撑竖杆21上的固定通孔和支撑横杆22上的辅助定位孔23。

本方案中，支撑横杆22插接安装于两根支撑竖杆21的安装通孔内(可通过插销固定)，使得能够沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向调节支撑横杆22的位置，并能够实现支撑座3和滑轨4的位置调节，进而能够沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向调节磁信号检测模块1的检测位置，以能够在待测桥梁底部形成“平面扫描”并获取对应的磁信号，这能够更好、更全面的采集待测桥梁底部的磁信号，从而能够进一步提升桥梁钢筋弹性应力的检测效果。

具体实施过程中，滑动小车包括车体51，以及设置于车体51底部且能够与滑轨4滑动配合的多个滚轮52；磁信号检测模块1设置于车体51顶部。具体的，车体51顶部还设置有能够朝待测桥梁底部伸展或回缩的伸缩机构；磁信号检测模块1设置于伸缩机构的伸缩端上。伸缩机构包括竖向设置于车体51顶部的底杆61，套接设置于底杆61上部的顶杆62，以及伸缩定位销，顶杆62的顶部为伸缩端；底杆61和顶杆62上对应设置有沿竖向方向间隔布置且横向贯通设置的若干个伸缩定位孔63，伸缩定位孔63的孔径与伸缩定位销相对应。

本方案中，将磁信号检测模块1设置于车体51顶部，有利于磁信号检测模块1更好的采集待测桥梁底部的磁信号数据，从而能够辅助提升桥梁钢筋弹性应力的检测效果。同时，通过伸缩机构能够调节磁信号检测模块1的高度位置，进而能够在“平面扫描”的基础上对待测桥梁底部进行“三维扫描”，同样能够更好、更全的采集磁信号，从而能够进一步提升桥梁钢筋弹性应力的检测效果。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，其特征在于，包括固定安装于待测桥梁上的固定支架，安装于所述固定支架上并与待测桥梁底部保持平行间隔、且滑动方向平行于待测桥梁内部钢筋轴线的滑轨，设置于所述滑轨顶部且与所述滑轨滑动配合的滑动小车，以及设置于所述滑动小车顶部且检测端朝向待测桥梁底部的磁信号检测模块。

2.如权利要求1所述的用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，其特征在于：所述固定支架包括沿待测桥梁内部钢筋轴线的方向间隔布置的两组支撑组件，以及设置于两组支撑组件之间且与待测桥梁底部保持平行间隔的支撑座；所述滑轨固定安装于所述支撑座的顶部；

所述支撑组件包括竖向固定于待测桥梁上且沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向平行间隔布置的两根支撑竖杆，以及设置于两根支撑竖杆上远离待测桥梁一端且能够与待测桥梁底部保持平行的支撑横杆；

所述支撑座的两端分别与两组支撑组件的支撑横杆固定连接。

3.如权利要求2所述的用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，其特征在于：所述支撑组件的两根支撑竖杆远离待测桥梁的一端上设置有沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向贯穿设置的安装通孔；所述支撑横杆插接安装于两根支撑竖杆的安装通孔内。

4.如权利要求3所述的用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，其特征在于：所述支撑组件的两根支撑竖杆上对应于安装通孔的位置还设置有沿待测桥梁内部钢筋轴线的方向贯穿安装通孔的固定通孔；所述支撑横杆上设置有沿垂直于待测桥梁内部钢筋轴线的方向间隔布置且与所述固定通孔相对应的辅助定位孔。

5.如权利要求1所述的用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，其特征在于：所述滑动小车包括车体，以及设置于所述车体底部且能够与所述滑轨滑动配合的多个滚轮；所述磁信号检测模块设置于所述车体顶部。

6.如权利要求5所述的用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，其特征在于：所述车体顶部还设置有能够朝待测桥梁底部伸展或回缩的伸缩机构；所述磁信号检测模块设置于所述伸缩机构的伸缩端上。

7.如权利要求6所述的用于桥梁钢筋弹性应力检测的信号采集装置，其特征在于：所述伸缩机构包括竖向设置于所述车体顶部的底杆，套接设置于所述底杆上部的顶杆，以及伸缩定位销；所述顶杆的顶部为伸缩端；

所述底杆和所述顶杆上对应设置有沿竖向方向间隔布置且横向贯通设置的若干个伸缩定位孔，所述伸缩定位孔的孔径与所述伸缩定位销相对应。

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