CN219657115U - 风屏柱倾角调整装置及桥梁挠度辅助监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风屏柱倾角调整装置及桥梁挠度辅助监测装置，涉及桥梁监测技术领域。风屏柱倾角调整装置包括：风屏柱，其为具有内腔的筒体结构且侧壁贯穿设置窗口；倾角传感器，固定于风屏柱侧壁；底座，包括下底板、上底板、以及角度调节装置，以通过角度调节装置调节上底板的倾角，风屏柱的底端固定于上底板的顶面；控制器，倾角传感器、角度调节装置均电连接于控制器。该调整装置中，风屏柱可通过其上设置的倾角传感器检测风屏柱的倾斜程度，可准确反映风屏柱的倾斜情况，再通过控制器对角度调节装置对上底板进行倾角调节，使得风屏柱可以满足其在空间中放置的倾角要求，更加方便准确地校准风屏柱的倾角。

Description

风屏柱倾角调整装置及桥梁挠度辅助监测装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁监测技术领域，特别涉及一种风屏柱倾角调整装置及桥梁挠度辅助监测装置。

背景技术

近年来，我国交通网络不断完善和发展，在桥梁建设领域取得了举世瞩目的成就。在铁路列车提速的趋势下，列车-桥梁耦合动力响应更是逐渐成为行车安全、工程施工不可忽视的问题。桥梁跨中位移对于监测桥梁整体服役性能起着重要作用，在铁路工程中，落锤法通常应用于测试桥梁动力响应。

由于各种随机荷载，尤其是风荷载，对落锤有水平干扰，一种现有技术中，采用外置的风屏柱以减小外部荷载对落锤的干扰，但是仅凭人工很难把风屏柱垂直放置，这样容易导致在落锤因为传递桥梁动力响应时，接触风屏柱内壁，接触后位移产生了向上的摩擦力，与之矛盾的是，桥梁的动力响应包含许多高频量，微小的外力干扰往往使动力响应测试产生较大的误差。

因此，如何更加方便准确地校准风屏柱的倾角，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种风屏柱倾角调整装置及桥梁挠度辅助监测装置，更加方便准确地校准风屏柱的倾角。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种风屏柱倾角调整装置，包括：风屏柱，其为具有内腔的筒体结构，且所述风屏柱的侧壁贯穿设置窗口；倾角传感器，固定于所述风屏柱的侧壁；底座，包括下底板、设于所述下底板上方的上底板、以及连接于所述上底板和所述下底板之间的角度调节装置，以通过所述角度调节装置调节所述上底板的倾角，所述风屏柱的底端固定于所述上底板的顶面；控制器，所述倾角传感器、所述角度调节装置均电连接于所述控制器。

优选地，所述角度调节装置包括至少三个伸缩驱动器，所有所述伸缩驱动器的两端均分别连接所述上底板和所述下底板，且至少三个所述伸缩驱动器呈三角形排布。

优选地，所述伸缩驱动器包括液压杆。

优选地，所述上底板为矩形板，四个所述伸缩驱动器分别设于所述上底板的四个顶角处，所述风屏柱设于所述上底板的顶面的中心位置。

优选地，所述上底板的顶面上固定设置套筒，所述风屏柱套接固定于所述套筒外侧。

优选地，还包括两个固定板，两个所述固定板固定连接并贴合并抱紧于所述风屏柱底部外侧，以使两个所述固定板构成环形的抱箍。

优选地，所述固定板的外侧面固定设置支撑立板，所述支撑立板支撑于所述上底板的顶面与所述固定板的外侧面之间。

优选地，所述套筒的顶部高于所述抱箍的顶部，所述风屏柱上位于所述抱箍的上方设置连接螺栓，所述连接螺栓固定所述风屏柱于所述套筒。

一种桥梁挠度辅助监测装置，包括如上风屏柱倾角调整装置，还包括设于所述风屏柱内部的落锤和位移传感器，所述位移传感器经所述窗口电连接所述控制器。

优选地，还包括磁性表座，所述磁性表座包括磁性座体和可调杠杆，所述可调杠杆经所述窗口连接所述位移传感器于所述磁性座体。

本实用新型提供的风屏柱倾角调整装置，包括：风屏柱，其为具有内腔的筒体结构，且风屏柱的侧壁贯穿设置窗口；倾角传感器，固定于风屏柱的侧壁；底座，包括下底板、设于下底板上方的上底板、以及连接于上底板和下底板之间的角度调节装置，以通过角度调节装置调节上底板的倾角，风屏柱的底端固定于上底板的顶面；控制器，倾角传感器、角度调节装置均电连接于控制器。

在该风屏柱倾角调整装置中，风屏柱可通过其上设置的倾角传感器检测风屏柱的倾斜程度，由于是直接对风屏柱进行测量，可准确反映风屏柱的倾斜情况，再通过控制器对角度调节装置对上底板进行倾角调节，使得风屏柱可以满足其在空间中放置的倾角要求，调节效率以及自动性较高，在应用于使用落锤法长期监测桥梁动力响应的工程中时，可对风屏柱的垂向角度自动进行调整，使风屏柱与落锤不接触，从而提高监测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供桥梁挠度辅助监测装置的实施例一的在应用于桥梁监测时的示意图；

图2为图1的C处1放大图，具体为桥梁挠度辅助监测装置的使用结构立体示意图；

图3为本实用新型所提供风屏柱倾角调整装置的实施例一的下底板与液压杆布置示意图；

图4为本实用新型所提供风屏柱倾角调整装置的实施例一的上底板与套筒布置示意图；

图5为本实用新型所提供风屏柱倾角调整装置的实施例一的风屏柱固定结构布置正视图；

图6为本实用新型所提供风屏柱倾角调整装置的实施例一的风屏柱固定结构布置立体图；

图7为本实用新型所提供风屏柱倾角调整装置的实施例一的倾角传感器布置示意图；

图8为本实用新型所提供风屏柱倾角调整装置的实施例一的控制器与电机布置示意图；

图9为本实用新型所提供桥梁挠度辅助监测装置的实施例一的落锤检测装置布置示意图。

附图标记：

落锤1；

套筒2，预设孔21，连接螺栓22；

倾角传感器3，小半圆头铆钉31；

风屏柱4，窗口41；

磁性表座5，磁性座体51；

控制器6；

电机7；

抱箍8，固定板81，固定螺栓82，支撑立板83；

底座9，下底板91，上底板92，伸缩驱动器93，平锥头铆钉94；

位移传感器10；

钢丝11。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种风屏柱倾角调整装置及桥梁挠度辅助监测装置，更加方便准确地校准风屏柱的倾角。

本实用新型所提供的风屏柱倾角调整装置，适用于采用落锤法长期监测桥梁挠度用风屏柱倾角的自动调整。请参考图1至图9，在具体实施例一中，风屏柱倾角调整装置包括风屏柱4、倾角传感器3、底座9、以及控制器6。

如图7所示，风屏柱4为具有内腔的筒体结构，更具体为上下贯通的结构。风屏柱4厚度可以较薄，为薄壁风屏柱。风屏柱4的侧壁贯穿设置窗口41，具体可以为矩形窗口，窗口41可通过裁减风屏柱4制成。测量时，落锤1位于风屏柱4内，位移传感器10连接于落锤1，位移传感器10可通过导线电连接风屏柱4外的控制器6，导线可从窗口41伸出。

如图7所示，倾角传感器3固定于风屏柱4的侧壁，具体地，倾角传感器3固定在风屏柱4的外侧面上，可以采用铆接方式、通过小半圆头铆钉31固定于风屏柱4，以使得倾角传感器3垂向密贴固定于风屏柱4。可选地，倾角传感器3为双轴倾角传感器，在其他实施例中还可以选用三轴倾角传感器。倾角传感器3能够记录风屏柱4的竖向倾角变化。

如图2和图4所示，底座9包括下底板91、设于下底板91上方的上底板92、以及连接于上底板92和下底板91之间的角度调节装置，上底板92通过角度调节装置连接于下底板91，以能够通过角度调节装置调节上底板92的倾角。风屏柱4的底端固定于上底板92的顶面。可选地，上底板92和下底板91为钢板。

在使用时，风屏柱倾角调整装置设置在桥梁底部测点对应的地面上，其中，下底板91通过平锥头铆钉94等铆钉锚固于地面，风屏柱4的中心正对桥梁底板测点垂向位置。具体地，下底板91为矩形板，下底板91的四角分别通过平锥头铆钉94锚固于地面，可选地，平锥头铆钉94距离下底板91边界距离不超过5cm，以保证连接的可靠性。

控制器6为微型计算机。倾角传感器3、角度调节装置均电连接于控制器6。

本实施例中的风屏柱倾角调整装置中，风屏柱4可通过其上设置的倾角传感器3检测风屏柱4的倾斜程度，由于是直接对风屏柱4进行测量，可准确反映风屏柱4的倾斜情况，再通过控制器6对角度调节装置对上底板92进行倾角调节，使得风屏柱4可以满足其在空间中放置的倾角要求，调节效率以及自动性较高，在应用于使用落锤法长期监测桥梁动力响应的工程中时，可对风屏柱4的垂向角度自动进行调整，使风屏柱4与落锤1不接触，从而提高监测结果的准确性以及校准精确性。

进一步地，如图2至图4所示，角度调节装置包括至少三个伸缩驱动器93，所有伸缩驱动器93的两端均分别连接上底板92和下底板91，且至少三个伸缩驱动器93呈三角形排布。通过控制器6分别控制不同伸缩驱动器93单独进行伸缩，从而实现对上底板92倾角程度的全面调节。当然，在其他实施例中，角度调节装置还可以为旋转驱动器，其中，上底板92连接在旋转驱动器的输出轴的外周面上，该输出轴转动，带动上底板92调节角度，但是此时只能绕一个转轴调节角度，故而本实施例中的方案更为优选。

进一步地，如图2所示，伸缩驱动器93包括液压杆，工作平稳性好。具体地，液压杆电连接于电机7，电机7电连接于控制器6，电机7用于驱动液压杆的输出结构的伸缩，具体地，电机7可以控制泵的动作，进而控制液压杆的伸缩。其中，电机7、控制器6固定在上底板92的上表面，倾角传感器3、电机7、控制器6和液压杆可采用导线连接。当然，在其他实施例中，伸缩驱动器93还可以为直线电机7，电动缸等结构。

进一步地，如图3和图4所示，上底板92为矩形板，四个伸缩驱动器93分别设于上底板92的四个顶角处，风屏柱4设于上底板92的顶面的中心位置，上底板92形状规则，便于加工，且便于定位伸缩驱动器93的安装位置。当然，在其他实施例中，上底板92还可以为三角板。可选地，当上底板92与下底板91平行时，上底板92中心与下底板91中心垂向相对，另外，上底板924和下底板911之间的可调节的间距范围为15cm～20cm。

进一步地，如图4和图6所示，上底板92的顶面上固定设置套筒2，可选地，套筒2底部焊接连接于上底板92的顶面。风屏柱4套接固定于套筒2外侧。可选地，套筒2为圆环形。通过套筒2外嵌套风屏柱4，可通过套筒2从风屏柱4内部进行支撑，提高风屏柱4放置的稳定性。

进一步地，如图5和图6所示，风屏柱倾角调整装置还包括两个固定板81，两个固定板81固定连接并贴合并抱紧于风屏柱4底部外侧，以使两个固定板81构成环形的抱箍8。具体地，两个固定板81可通过固定螺栓82固定连接。抱箍8可以配合套筒2夹紧固定风屏柱4的底部，可进一步提高风屏柱4安装的稳定性。其中，可选地，固定板81可以为塑胶的半圆环结构，抱箍8的内径可以略小于风屏柱4底端外径，从而抱箍8抱紧风屏柱4，两个半圆环结构密贴风屏柱4的圆柱形的端部。当然，在其他实施例中，风屏柱4也可以粘接、插接或者采用其他方式直接与上底板92的顶面固定连接。

进一步地，如图6所示，固定板81的外侧面固定设置支撑立板83，支撑立板83支撑于上底板92的顶面与固定板81的外侧面之间，可有效避免风屏柱4底端倾斜，保证风屏柱4于上底板92之间的垂直性。

进一步地，如图6所示，套筒2的顶部高于抱箍8的顶部，风屏柱4上位于抱箍8的上方设置连接螺栓22，连接螺栓22固定风屏柱4于套筒2，此时，可以避免连接螺栓22的设置影响抱箍8与风屏柱4之间的贴合，且可以方便风屏柱4于套筒2之间的固定连接的操作，使得该风屏柱倾角调整装置结构紧凑，拆卸方便。其中，套筒2上可以沿径向贯穿设置预设孔21，以安装连接螺栓22，可选地，孔径为1cm。当然，在其他实施例中，风屏柱4与套筒2也可以采用过盈配合等方式实现固定。

本实用新型实施例中的风屏柱倾角调整装置，一种各部件的材料型号与几何参数的选用方式为：下底板91与上底板92长宽皆为70cm，厚度为2cm，钢材选用冷轧Q235；液压杆采用活塞式，液压杆直径为5cm；套筒2外径18cm，内径16.5cm，高度为20cm；风屏柱4采用PVC材料，外径20cm，内径18cm，高度根据测点距离地面的距离而确定；固定板81直径为16cm；倾角传感器3设置在距离上底板92上表面100cm的位置。

本实施例中的风屏柱倾角调整装置，结构紧凑，校准精确，拆卸方便，可以对风屏柱4的垂向角度进行自动调整，可提高桥梁挠度辅助监测装置监测结果的准确性，能够应用于桥梁落锤法长期监测挠度以及桥梁跨中动力响应的工程项目中。

除了上述风屏柱倾角调整装置，本实用新型还提供一种包括上述风屏柱倾角调整装置的桥梁挠度辅助监测装置，如图1、图2和图9所示，应用该风屏柱倾角调整装置，风屏柱4的倾角可自动调整，从而提高监测结果的准确性。另外，桥梁挠度辅助监测装置还包括设于风屏柱4内部的落锤1和位移传感器10，位移传感器10经窗口41电连接控制器6。

进一步地，桥梁挠度辅助监测装置还包括磁性表座5，磁性表座5包括磁性座体51和可调杠杆，可调杠杆经窗口41连接位移传感器10于磁性座体51，磁性表座5的增设，可方便其在上底板上的拆装以及位置传感器10在底座9上的定位。其中，在安装时，磁性表座5可通过调节其上扭转开关打开磁性，以磁吸固定于上底板92。其中，可调杠杆可包括两个连杆和连接两个连杆的螺栓，调整该螺栓和两杆夹角，使得可调杠杆末端夹紧位移传感器10，使得位移传感器10能够垂直摆放，穿过窗口41置于风屏柱4内，且位移传感器10在初始状态恰好贴合落锤1。

本实施例中的桥梁挠度辅助监测装置，在使用时，采用钢丝11勾连或粘接桥梁测点，且钢丝11底端设置在风屏柱4内部并与落锤1顶部相连，位移传感器10顶部贴合落锤1底部。测量过程中，控制器6将接收倾角传感器3的信号，并根据倾角传感器3的信号进行处理，再发出指令使得液压杆进行伸长与收缩，液压杆接收控制器6信号，控制上底板92的水平倾角，从而风屏柱4的竖向倾角得到控制，具体地，当检测到的风屏柱4垂向倾角不等于0时，固定于风屏柱4上的倾角传感器3记录数值变化，通过导线将数据传入控制器6，控制器6对电流信号进行处理后，控制电机7，使得液压杆进行伸长与收缩，调节上底板92的水平倾角，从而风屏柱4的竖向倾角得到控制。

其中，在选材时，磁性表座5可采用标准构件杠杆式结构，两边部具有磁性件；落锤1为5kg的标准构件，钢丝11线直径为2mm～2.3mm。在距离上底板92上表面40cm位置。

需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的风屏柱倾角调整装置及桥梁挠度辅助监测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风屏柱倾角调整装置，其特征在于，包括：

风屏柱(4)，其为具有内腔的筒体结构，且所述风屏柱(4)的侧壁贯穿设置窗口(41)；

倾角传感器(3)，固定于所述风屏柱(4)的侧壁；

底座(9)，包括下底板(91)、设于所述下底板(91)上方的上底板(92)、以及连接于所述上底板(92)和所述下底板(91)之间的角度调节装置，以通过所述角度调节装置调节所述上底板(92)的倾角，所述风屏柱(4)的底端固定于所述上底板(92)的顶面；

控制器(6)，所述倾角传感器(3)、所述角度调节装置均电连接于所述控制器(6)。

2.根据权利要求1所述的风屏柱倾角调整装置，其特征在于，所述角度调节装置包括至少三个伸缩驱动器(93)，所有所述伸缩驱动器(93)的两端均分别连接所述上底板(92)和所述下底板(91)，且至少三个所述伸缩驱动器(93)呈三角形排布。

3.根据权利要求2所述的风屏柱倾角调整装置，其特征在于，所述伸缩驱动器(93)包括液压杆。

4.根据权利要求2所述的风屏柱倾角调整装置，其特征在于，所述上底板(92)为矩形板，四个所述伸缩驱动器(93)分别设于所述上底板(92)的四个顶角处，所述风屏柱(4)设于所述上底板(92)的顶面的中心位置。

5.根据权利要求1至4任一项所述的风屏柱倾角调整装置，其特征在于，所述上底板(92)的顶面上固定设置套筒(2)，所述风屏柱(4)套接固定于所述套筒(2)外侧。

6.根据权利要求5所述的风屏柱倾角调整装置，其特征在于，还包括两个固定板(81)，两个所述固定板(81)固定连接并贴合并抱紧于所述风屏柱(4)底部外侧，以使两个所述固定板(81)构成环形的抱箍(8)。

7.根据权利要求6所述的风屏柱倾角调整装置，其特征在于，所述固定板(81)的外侧面固定设置支撑立板(83)，所述支撑立板(83)支撑于所述上底板(92)的顶面与所述固定板(81)的外侧面之间。

8.根据权利要求6所述的风屏柱倾角调整装置，其特征在于，所述套筒(2)的顶部高于所述抱箍(8)的顶部，所述风屏柱(4)上位于所述抱箍(8)的上方设置连接螺栓(22)，所述连接螺栓(22)固定所述风屏柱(4)于所述套筒(2)。

9.一种桥梁挠度辅助监测装置，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的风屏柱倾角调整装置，还包括设于所述风屏柱(4)内部的落锤(1)和位移传感器(10)，所述位移传感器(10)经所述窗口(41)电连接所述控制器(6)。

10.根据权利要求9所述的桥梁挠度辅助监测装置，其特征在于，还包括磁性表座(5)，所述磁性表座(5)包括磁性座体(51)和可调杠杆，所述可调杠杆经所述窗口(41)连接所述位移传感器(10)于所述磁性座体(51)。