CN218545527U - 一种裂缝宽度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于技术领域，具体涉及一种裂缝宽度检测装置。本实用新型提供的一种裂缝宽度测量装置，是由裂缝发展状态判断组件、裂缝宽度变化测量组件构成；其中，裂缝宽度变化测量组件，包括下标尺与上标尺，两者之间无接触，且设有平面内变形缝和平面外变形缝，两种标尺均由支座段和刻度段组成，两种标尺的支座段上表面分别与裂缝发展状态定性判断组件的两侧支座段下表面粘接形成一个整体。此项实用新型结构简单，读数精准，既可实现混凝土裂缝变化定性判定，又可较快读取混凝土裂缝宽度变化数值，为工程检测与试验研究提供了一种具有综合成本较低，同时数据效率较高，适用于裂缝测量数量较多应用场景下的裂缝宽度检测装置。

Description

一种裂缝宽度测量装置

技术领域

本实用新型涉及工程检测领域，具体涉及一种裂缝宽度测量装置。

背景技术

工程裂缝宽度测量分为两个步骤，先定性再定量。所谓定性，包含两个方面，一、判断是否发生裂缝宽度变化；二、判断裂缝的变化方向，扩张或是收缩。所谓定量即为测量裂缝宽度值，一般采用两种方法，一种为直接测量裂缝宽度总值，另一种为测量装置仅测量宽度变化值，裂缝宽度总值由宽度变化值与前次测量的裂缝宽度总值相加而得。

然而，目前大多数测量装置，仅具备定量能力不具备定性能力，这样造成了实际工作量的增加。因为工程裂缝的发展存在明显的平稳期，即期间裂缝宽度不发生明显变化，增加定性判定环节将大大提高结构裂缝测量工作的效率。同时，由于新裂缝发展所引起的内力重分布等因素，裂缝宽度收缩现象也是普遍存在的，因此，如果进一步将单纯的裂缝宽度变化定性判断发展为包含宽度变化方向判断的定性判定，可进一步满足实际需求，在提高效率的同时避免测量误差。

目前能实现裂缝发展定性判断的方式是采用粘贴在裂缝处的带有等边三角型缺陷的薄玻璃条，如《混凝土桥梁中的裂缝检测及其处理》（开永旺，2006），但此方法仅能对裂缝宽度是否发成变化的定性判断，不具备变化方向的定性判定。

当前，主流的裂缝宽度定量测量装置分为两类：一类为简易型测量装置，如标准裂缝宽度对比卡、塞尺、裂隙尺，刻度放大镜，此类装置虽具有结构简单、造价低等优点，但其测量精度上往往不能达到《混凝土结构工程施工质量验收规范》中所提出的0.05mm精度要求，且读数方式随机性大，数据可靠度低，另外其中一些装置类型当作为长期监测设备使用时，不能实现双向定量测量。另一类，即为目前占据主要市场的以光纤、微波、射线、超声波、AI图像识别等先进技术为代表的各种高精度混凝土裂缝宽度计，这类装置具有测量精度高，可实现双向定量测量的特点，但存在设备成本高，人员要求高，其中一些便携式设备的单点测量用时相对较长，因此或因综合成本高或数据采集效率问题不适用于裂缝数量较多的检测项目。

因此，如能提出一种裂缝宽度测量装置，其将简易型测量装置的特点与高精度裂缝宽度计的特点相结合，在实现一种结构简单，操作简便，使用场景广，双向定量测量的功能性基础上，增加裂缝变化双向定性功能，将有利的推动工程裂缝测量领域的技术进步，实现工作效率提升，降低装置采购投入。

实用新型内容

本实用新型提供了一种裂缝宽度测量装置，以解决目前缺少兼具定性和定量测量能力的裂缝测量技术问题，实现了对测量工作效率的提升，同时在保持结构简单，操作简便的前提下，实现了精度不高于0.05mm，和双向变化定性与双向变化定量的技术需求，进一步保证了测量结果的准确性。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：包括发展状态定性判断组件和宽度变化测量组件；其中，宽度变化测量组件，包括下标尺与上标尺，两者之间无接触，且设有平面内变形缝和平面外变形缝，两种标尺均由支座段和刻度段组成，两种标尺的支座段上表面分别与发展状态定性判断组件的两侧柱脚段下表面粘接形成一个整体。

通过采用上述技术方案，一种裂缝宽度测量装置通过其上部的发展状态定性判断组件进行裂缝宽度变化定性判断，其上预设两种预制缺陷，以便于对裂缝宽度收缩或扩张进行区分，测量人员可以通过断口的位置与形貌直接对宽度变化方向进行辅助判定；具体的宽度变化值可以根据宽度变化测量组件上的刻度进行读取。宽度变化测量组件的上标尺与下标尺采用游标卡尺原理可以读取不高于0.05mm精度的宽度变化值，而且由于采用了双向游标和正序与反序游标读数设计，宽度变化值可以实现双向测量；在考虑梁板柱墙的平面或立面裂缝两端的相对移动关系，构件截面的方形圆形或其他异形截面的表面固定因素后，采用上标尺与下标尺之间无接触，并设有平动与转动变形缝，使得两者之间具有六个方向相对运动自由度，以便于满足不同场景的测量需求，如梁底、板底裂缝等。

优选的，所述发展状态定性判断组件截面为条凳型，平面为长条形，可分两端的柱脚段和中部的测量段，且两端的柱脚段厚度相等。

通过采用上述技术方案，便于为下层组件留出变形空间，等高的两侧柱脚段便于与下层组件的上表面进行粘结。

优选的，所述发展状态定性判断组件采用无色透明低应变脆性材质，其表面设有位于测量段的中部和两端的预制缺陷。

通过采用上述技术方案，无色透明低应变脆性材质使得该组件具有应变敏感性，两种不同布置的预制缺陷使得该组件在不同方向低应变脆性材质宽度变化下表现出不同的断口形貌，实现较为直观的区分扩张变化或是收缩变化；其原理是利用低应变脆性材质的拉应力敏感压应力迟钝特点，将量测段视为一根两端固支拱梁，当受正弯矩时，量测段的横截面下部受拉，如在其下部制作缺陷，可实现对正弯矩敏感性的定性判断；而当受负弯矩时，量测段的横截面上部受拉，如在其上部制作缺陷，可实现对负弯矩敏感性的定性判断；同时根据固支梁内力简图可知，两端弯矩与中部弯矩方向相反，即当量测段向上起微拱时，裂缝变宽时和裂缝变窄时其正弯矩区将会分别出现于量测段中部和量测段端部，反之亦然。然而由于此两种预制缺陷不能在同一截面上布置，因此将两种不同用途的预制缺陷分别布置于量测段同侧的中部和端部，可分别实现裂缝变宽或变窄的定性判断。值得注意的是，两种不同用途的预制缺陷，一般情况下为同侧布置，即均在量测段上表面布置或均在量测段下表面布置，且量测段起拱时，效果更佳。

优选的，发展状态定性判断组件2的柱脚段21厚度为不低于其测量段22厚度的两倍。

通过采用上述技术方案，以便于为形成变形缝为下层的宽度变化测量组件3的刻度段312提供相对运动所需的变形空间。

优选的，所述宽度变化测量组件的上标尺与下标尺，均由刻度段和支座段组成，立面为L型，平面为长方形，下标尺支座段向上放于下层，上标尺支座段向下放于上层，两者呈错落但不接触的空间关系。

通过采用上述技术方案， 一方面，便于与上层的发展状态定性判断组件2组装形成一个整体，另一方面，实现在上标尺32与下标尺31的两个刻度段之312间设置变形缝，满足两者的面外运动自由度的功能需求。

优选的，所述宽度变化测量组件的上标尺与下标尺，刻度段长度为量程的两倍，采用量程规格区间为5mm - 50mm；支座段厚度不少于刻度段厚度的三倍；上标尺与下标尺两者的支座段厚度相等，刻度段厚度相等。

通过采用上述技术方案，上标尺与下标尺，支座段和刻度段的厚度设定，使得上下标尺间形成了变形缝，以便于实现两者之间平面外相对运动的自由度，同时刻度段长度的设定满足了多种实际量程需求。

优选的，所述宽度变化测量组件的下标尺，其刻度段带有间距为1mm间距刻度及标注的不透明片，且1mm间距刻度及标注的刻度中线的标注为0，且上标尺的刻度段远端与下标尺的1mm间距刻度及标注为0的刻度中线对齐。

通过采用上述技术方案，采用不透明材质作为下标尺目的在于便于实现作为参照物读取刻度，采用中线为量程起点的目的在于实现双向定量测量，同时便于利用下标尺刻度段末端到上标尺支座段的距离差形成变形缝，实现两者之间的平动自由度。

优选的，所述宽度变化测量组件的上标尺，其刻度段为两侧均带有间距为0.9mm间距主刻度和0.45mm间距副刻度的彩色透明片，且一侧有用于测量裂缝宽度扩张变化的正序读数，采用自刻度段远端起始从1至10正序循环排列，另一侧有用于测量裂缝宽度收缩变化的倒序读数采用自刻度段远端起始从9至0倒序循环排列。

通过采用上述技术方案，正序读数一侧作为当裂缝扩张时使用，倒序读数一侧作为当裂缝收缩时使用，上标尺采用透明彩色材质便于实现与下层不透明材质的下标尺形成对照关系，便于读取测量结果，彩色外观便于与上层同样透明的发展状态定性判断组件进行区分。

优选的，所述宽度变化测量组件2的上标尺32，0.45mm副刻度线315位于0.9mm间距主刻度314之间。

通过采用上述技术方案，宽度变化测量组件上采用最小0.45mm的刻度间距，使用时配合最小间距为0.5mm的工具尺进行读数，可实现不高于0.05mm的测量精度。

优选的，所述发展状态定性判断组件的预制缺陷形式有且不限于所述方案。

通过采用上述技术方案，其上的预制缺陷23制作方式不仅限于本实施例所采用的三角形预制缺陷23，本实施例仅适用于当裂缝两端发生理想正向相对平动时用来判断裂缝扩展方向。

一种裂缝宽度测量装置的安装方法，包括以下步骤，

步骤一、测量既有裂缝宽度，并记录；

步骤二、清理结构裂缝周边的结构表面；

步骤三、用结构胶将宽度变化测量组件的两个标尺的支座部位下表面与结构表面相粘结，同时保证结构裂缝中线与下标尺上的0刻度线相重合，并置中；

步骤四、用胶带在两侧进行固定，待结构胶凝固后，清除；

步骤五、重新读数，计算裂缝宽度总值作为初始值。

本实用新型的有益效果体现在：

此项实用新型既可快速有效的实现混凝土裂缝扩展定性判定，又可较为直观的快速读取混凝土裂缝宽度扩展数值，且实用新型结构简单，读数精准，为工程检测与试验研究提供了一种具有综合成本较低，同时数据采集效率较高，适用于裂缝测量数量较多场景下的新型裂缝宽度检测装置。

本实用新型适用范围广，耐久性好，能作为长期监测装置使用的新型裂缝宽度测量装置，其可广泛应用于混凝土，砌体，竹木，组合结构，以及装饰等工程检测监测项目中，还可应用于结构工程科学试验研究领域中。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解；本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

本实用新型上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型所述的一种裂缝宽度测量装置的轴侧图；

图2是本实用新型所述的一种裂缝宽度测量装置的发展状态定性判断组件的轴侧图；

图3是本实用新型所述的一种裂缝宽度测量装置的宽度变化测量组件的下标尺轴侧图；

图4是本实用新型所述的一种裂缝宽度测量装置的宽度变化测量组件的上标尺轴侧图（裂缝扩展读数侧）；

图5是本实用新型所述的一种裂缝宽度测量装置的宽度变化测量组件的上标尺轴侧图（裂缝收缩读数侧）；

其中图1、图2、图3、图4和图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为。

1、裂缝，2、发展状态定性判断组件，3、宽度变化测量组件，31、下标尺，32、上标尺，21、柱脚段，22、测量段，23、预制缺陷，311、支座段，312、刻度段，313、1mm间距刻度及其数字标注，314、0.45mm间距副刻度，315、0.9mm间距正序读数，316、0.9mm间距倒序读数，317、读数方向标识。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型采用如下技术方案：一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：包括发展状态定性判断组件2和宽度变化测量组件3；其中，宽度变化测量组件3，包括下标尺31与上标尺32，两者之间无接触，且设有平面内变形缝和平面外变形缝，两种标尺均由支座段311和刻度段312组成，两种标尺的支座段311上表面分别与发展状态定性判断组件的两侧柱脚段21下表面粘接形成一个整体。

通过采用上述技术方案，一种裂缝宽度测量装置通过其上部的发展状态定性判断组件2进行裂缝宽度变化定性判断，其上预设两种预制缺陷23，以便于对裂缝宽度收缩与扩张进行区分，测量人员可以通过断口的位置与形貌直接对宽度变化方向进行辅助判定；具体的宽度变化值可以根据宽度变化测量组件3上的刻度进行读取；宽度变化测量组件3的上标尺32与下标尺31采用游标卡尺原理可以读取不高于0.05mm精度的宽度变化值，而且由于采用了双向游标和正序与反序游标读数设计，宽度变化值可以实现双向测量；在考虑梁板柱墙的平面或立面裂缝两端的相对移动关系，构件截面的方形圆形或其他异形截面的表面固定因素后，采用上标尺32与下标尺31之间无接触，并设有平动与转动变形缝，使得两者之间具有六个方向相对运动自由度，以便于满足不同场景的测量需求，如梁底、板底裂缝等。

发展状态定性判断组件2截面为条凳型，平面为长条形，可分两端的柱脚段21和中部的测量段22，且两端的柱脚段21厚度相等，以便于为下层组件留出变形空间，等高的两侧柱脚段21便于与下层组件的上表面进行连接。

发展状态定性判断组件2采用无色透明低应变脆性材质，如玻璃材质，其表面设有预制缺陷23，其表面设有位于测量段22的中部和两端的预制缺陷23，使得该组件在不同方向裂缝宽度变化下表现出不同的玻璃断口形貌，较为直观区分扩张变化或是收缩变化；其原理是利用玻璃拉应力敏感压应力迟钝的特点，将量测段22玻璃条视为一根两端固支玻璃拱梁，当受正弯矩时，量测段22的横截面下部受拉，如在其下部制作缺陷，可实现对正弯矩敏感性的定性判断；而当受负弯矩时，量测段22的横截面上部受拉，如在其上部制作缺陷，可实现对负弯矩敏感性的定性判断；同时根据固支梁内力简图可知，两端弯矩与中部弯矩方向相反，即当量测段22向上起微拱时，裂缝变宽时和裂缝变窄时其正弯矩区将会分别出现于量测段22中部和量测段22端部，反之亦然。然而由于此两种预制缺陷23不能在同一截面上布置，因此将两种不同用途的预制缺陷23分别布置于量测段22同侧的中部和端部，可分别实现裂缝变宽或变窄的定性判断。值得注意的是，两种不同用途的预制缺陷23，一般情况下为同侧布置，即均在量测段22上表面布置或均在量测段22下表面布置，且量测段22玻璃片起微拱时，效果更佳，图2上表达的预制缺陷23布置方式，仅为一种实施例。

发展状态定性判断组件2的柱脚段21厚度为不低于其测量段22厚度的两倍，以便于为形成变形缝为下层的宽度变化测量组件3的刻度段312提供相对运动所需的变形空间。

宽度变化测量组件3的上标尺32与下标尺31，均由刻度段312和支座段311组成，立面为L型，平面为长方形，下标尺31支座段311向上放于下层，上标尺32支座段312向下放于上层，两者呈错落但不接触的空间关系；一方面，便于与上层的发展状态定性判断组件2组装形成一个整体，另一方面，实现在上标尺32与下标尺31的两个刻度段之312间设置变形缝，满足两者运动自由度的功能需求。

宽度变化测量组件3的上标尺32与下标尺31，刻度段312长度为量程的两倍，采用量程规格区间为5mm - 50mm；支座段311厚度不少于刻度段312厚度的三倍,上标尺32与下标尺31两者的支座段311厚度相等，刻度段312厚度相等；上标尺32与下标尺31其各自的支座段311和刻度段312的厚度设定，使得上标尺32与下标尺31之间形成了变形缝，以便于实现两者之间平面外相对运动的自由度，同时刻度段312长度的设定满足了多种实际量程需求。

宽度变化测量组件3的下标尺31，其刻度段312带有间距为1mm间距刻度及标注313的不透明片，且1mm间距刻度及标注313的刻度中线的标注为0，且上标尺32的刻度段312远端与下标尺31的1mm间距刻度及标注313为0的刻度中线对齐；采用不透明材质作为下标尺31目的在于便于实现作为参照物读取刻度，采用中线为量程起点的目的在于实现双向定量测量，同时便于利用下标尺31刻度段312末端到上标尺32支座段311的距离差形成变形缝，实现两者之间的平动自由度。

宽度变化测量组件的上标尺，其刻度段为两侧均带有间距为0.9mm间距主刻度和0.45mm间距副刻度的彩色透明片，且一侧有用于测量裂缝宽度扩张变化的正序读数，采用自刻度段远端起始从1至10正序循环排列，另一侧有用于测量裂缝宽度收缩变化的倒序读数采用自刻度段远端起始从9至0倒序循环排列。

宽度变化测量组件3的上标尺32，其刻度段312为两侧均带有间距为0.9mm间距主刻度314和0.45mm间距副刻度315的彩色透明片，且一侧有用于测量裂缝宽度扩张变化的正序读数316，采用自刻度段远端起始从1至10正序循环排列，另一侧有用于测量裂缝宽度收缩变化的倒序读数317采用自刻度段远端起始从9至0倒序循环排列；正序读数316一侧作为当裂缝扩张时使用，倒序读数317一侧作为当裂缝收缩时使用，上标尺32采用透明彩色材质便于实现与下层不透明材质的下标尺31形成对照关系，便于读取测量结果，彩色外观便于与上层同样透明的发展状态定性判断组件2进行区分。

宽度变化测量组件2的上标尺32，其0.9mm间距主刻度314之间设有间距为0.45mm的副刻度线315，采用最小0.45mm的刻度间距，使用时配合最小间距为0.5mm的工具尺进行读数，实现不低于0.05mm的测量精度。

发展状态定性判断组件2的预制缺陷23形式有且不限于所述方案，其上的预制缺陷23制作方式不仅限于本实施例所采用的三角形预制缺陷23，本实施例仅适用于当裂缝1两端发生理想相对平动时用来判断裂缝扩展方向。

一种裂缝宽度测量装置的安装方法，包括以下步骤，

步骤一、测量既有裂缝宽度，并记录；

步骤二、清理结构裂缝周边的结构表面；

步骤三、用结构胶将宽度变化测量组件的两个标尺的支座段下表面与结构表面相粘结，同时保证结构裂缝中线与下标尺上的0刻度线相重合，并置中；

步骤四、用胶带在两侧进行固定，待结构胶凝固后，清除；

步骤五、重新读数，计算裂缝宽度总值作为初始值。

本实用新型的有益效果体现在：

此项实用新型既可快速有效的实现混凝土裂缝扩展定性判定，又可较为直观的快速读取混凝土裂缝宽度变化数值，为工程检测与试验研究提供了一种具有综合成本较低，同时数据采集效率较高，适用于裂缝测量数量较多场景下的新型裂缝宽度检测装置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：包括发展状态定性判断组件和宽度变化测量组件；其中，宽度变化测量组件，包括下标尺与上标尺，两者之间无接触，且设有平面内变形缝和平面外变形缝，两种标尺均包括支座段和刻度段，两种标尺的支座段上表面分别与发展状态定性判断组件的两侧柱脚段下表面连接形成一个整体。

2.根据权利要求1所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述发展状态定性判断组件截面为条凳型，平面为长条形，包括两端的柱脚段和中部的测量段，且两端的柱脚段厚度相等。

3.根据权利要求1所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述发展状态定性判断组件采用无色透明低应变脆性材质，其表面设有位于测量段的中部和两端的预制缺陷。

4.根据权利要求2所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述发展状态定性判断组件的柱脚段厚度为不低于其测量段厚度的两倍。

5.根据权利要求1所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述宽度变化测量组件的上标尺与下标尺，立面为L型，平面为长方形，下标尺支座段向上放于下层，下表尺支座段向下放于上层，两者呈错落但不接触的空间关系。

6.根据权利要求1所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述宽度变化测量组件的上标尺与下标尺，均包括刻度段和支座段且刻度段长度为量程的两倍，采用量程规格区间为5mm - 50mm；支座段厚度不少于刻度段厚度的三倍，且上标尺与下标尺两者的支座段厚度相等、刻度段厚度相等。

7.根据权利要求1所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述宽度变化测量组件的下标尺，其刻度段为设有间距为1mm间距刻度及标注的不透明片，其1mm间距刻度及标注的刻度中线标注为0，且上标尺的刻度段远端与下标尺的1mm间距刻度及标注为0的刻度中线对齐。

8.根据权利要求1所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述宽度变化测量组件的上标尺，其刻度段为彩色透明片，两侧设有0.9mm间距主刻度以及位于两条相邻主刻度线中值的0.45mm间距副刻度。

9.根据权利要求1所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述宽度变化测量组件的上标尺，一侧设有用于测量裂缝宽度扩张变化的正序读数，采用自刻度段远端起始从1至10正序循环排列。

10.根据权利要求1所述的一种裂缝宽度测量装置，其特征在于：所述宽度变化测量组件的上标尺，另一侧设有用于测量裂缝宽度收缩变化的倒序读数，采用自刻度段远端起始从9至0倒序循环排列。

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