一种测量水泥路面板翘曲变形量的手持式装置及方法

摘要

一种测量水泥路面板翘曲变形量的手持式装置及方法，它涉及一种测量水泥路面板曲翘变形量的装置及方法，具体涉及一种测量水泥路面板翘曲变形量的手持式装置及方法。本发明为了解决现有测量水泥路面板翘曲变形的装置在室外使用时固定困难，受温度、风速影响造成测量精度降低的问题。本发明的上层横梁、下层横梁由上至下并排平行设置，下层横梁的两端分别各与一个固定支架连接，上层横梁的一端通过转轴与相对应的一个固定支架的上端连接，上层横梁的另一端与激光位移传感器连接，探针的上端与上层横梁中部的下表面连接，探针的下端穿过下层横梁的中部与水泥路面板的上表面接触。本发明用于测量水泥路面板翘曲变形量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量水泥路面板曲翘变形量的装置及方法，具体涉及一种测量水泥 路面板翘曲变形量的手持式装置及方法。

背景技术

由于外部环境因素的不断变化，水泥路面板在板厚度上存在着不均匀的温度梯度和 湿度梯度，从而引起在板厚上的不均匀温度收缩变形和干燥收缩变形，从而板将发生翘曲 变形。水泥路面板产生温度翘曲变形后，将不再是弹性地基上的平板，而是曲面板，同时 干缩也将进一步导致水泥路面板翘曲变形的增加。在这一工况下，车辆载荷作用时，板的 受力状态将会发生改变，从而导致板开裂行为的变化。因此，对于水泥路面设计而言，其 翘曲变形问题是至关重要的环节。

虽然关于水泥路面板的翘曲变形方面进行了足尺试验研究，并通过LVDT等位移传 感器对水泥路面板的翘曲变形进行了长期监测研究，但在室外采用LVDT等位移传感器 时，由于温度、风速的影响将造成其测量精度降低，并且现场测量时传感器的固定也非常 困难，因此目前尚没有很好的方法来测量服役中的水泥路面板翘曲变形。当前，水泥路面 设计方法中关于板的翘曲变形主要是以理论计算和数值模拟分析来获得，由于影响因素较 多，理论计算结果与实际翘曲变形存在着较大差异。

发明内容

本发明为解决现有测量水泥路面板翘曲变形的装置在室外使用时固定困难，受温度、 风速影响造成测量精度降低的问题，进而提出一种测量水泥路面板翘曲变形量的手持式装 置及方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括上层横梁、下层横梁、探针、 激光位移传感器、转轴和两个固定支架，上层横梁、下层横梁由上至下并排平行设置，下 层横梁的两端分别各与一个固定支架连接，上层横梁的一端通过转轴与相对应的一个固定 支架的上端连接，上层横梁的另一端与激光位移传感器连接，探针的上端与上层横梁中部 的下表面连接，探针的下端穿过下层横梁的中部与水泥路面板的上表面接触。

本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤一、将测量装置放置在水泥路面板上，使探针与水泥路面板上表面接触；

步骤二、水泥路面板发生翘曲变形时，探针产生上下位移，进而推动上层横梁以转轴 为圆心转动，激光位移传感器将探针的位移量记录下来并传送给存储器；

步骤三、根据水泥路面板曲率公式计算水泥路面板的曲率ρ：

$\rho =\frac{8h}{L^2+{4h}^2}$                      ①，

公式①中ρ表示水泥路面板的曲率，h表示测量得到下层横梁下方翘曲的水泥路面板 弧高，L表示上层横梁的长度；

水泥路面板任意位置的翘曲变形量δ为：

$\delta =\frac{x^2+y^2}{2\rho }$                       ②，

公式②中δ表示水泥路面板任意位置的翘曲变形，ρ表示水泥路面板的曲率，以水 泥路面板中心为坐标原点，建立直角坐标系，x表示水泥路面板上任意点到原点的横坐标， y表示水泥路面板上任意点到原点的纵坐标。

本发明的有益效果是：本发明可以实现水泥路面板的翘曲变形测量；本发明的测量 精度可达0.002mm，自重为10kg，携带便捷，且可手持式操作，可重复测量，数据自动 存储记录；本发明结构简单，制作成本低，操作方便，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的主视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种测量水泥路面板 翘曲变形量的手持式装置包括上层横梁1、下层横梁2、探针3、激光位移传感器4、转轴 5和两个固定支架6，上层横梁1、下层横梁2由上至下并排平行设置，下层横梁2的两 端分别各与一个固定支架6连接，上层横梁1的一端通过转轴5与相对应的一个固定支架 6的上端连接，上层横梁1的另一端与激光位移传感器4连接，探针3的上端与上层横梁 1中部的下表面连接，探针3的下端穿过下层横梁2的中部与水泥路面板的上表面接触。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种测量水泥路面板 翘曲变形量的手持式装置的上层横梁1的长度为1000mm，下层横梁2的长度为1000mm。 其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种利用具体实施方 式一所述装置测量水泥路面板翘曲变形量的方法的具体步骤如下：

步骤一、将测量装置放置在水泥路面板上，使探针3与水泥路面板上表面接触；

步骤二、水泥路面板发生翘曲变形时，探针3产生上下位移，进而推动上层横梁1 以转轴5为圆心转动，激光位移传感器4将探针3的位移量记录下来并传送给存储器；

步骤三、根据水泥路面板曲率公式计算水泥路面板的曲率ρ：

$\rho =\frac{8h}{L^2+{4h}^2}$                       ①，

公式①中ρ表示水泥路面板的曲率，h表示测量得到下层横梁2下方翘曲的水泥路面 板弧高，L表示上层横梁1的长度；

水泥路面板任意位置的翘曲变形量δ为：

$\delta =\frac{x^2+y^2}{2\rho }$                       ②，

公式②中δ表示水泥路面板任意位置的翘曲变形，ρ表示水泥路面板的曲率，以水 泥路面板中心为坐标原点，建立直角坐标系，x表示水泥路面板上任意点到原点的横坐标， y表示水泥路面板上任意点到原点的纵坐标。