一种中小跨径桥梁挠度测量装置

摘要

本发明公开了一种中小跨径桥梁挠度测量装置，安装在待测试主梁上，包括立柱支撑装置、刚性导梁、机电百分表、表架连接支撑装置和数据采集系统，在待测试主梁的桥跨起终点各设置一个立柱支撑装置，立柱支撑装置由支撑底座、支撑底座上部的螺纹立柱、螺纹立柱上的调节高度螺母及调节高度螺母上部的立方体连接装置构成，刚性导梁两端分别与立方体连接装置连接，刚性导梁外侧刻有标度，刚性导梁上固定安装有钢抱箍，机电百分表通过表架连接支撑装置与钢抱箍相连接，表架连接支撑装置的底部与待测试主梁保持接触，机电百分表通过数据线与数据采集系统相连接。本发明在测试中小跨径桥梁挠度测试时，可以实现对测点的精确定位和数据的快速采集。

说明书

技术领域

本发明涉及一种中小跨径桥梁挠度测量装置，可广泛的应用于实桥检测，试验研 究等众多领域。

背景技术

对桥梁结构进行定期检测是非常重要的，可以通过桥梁检测评估桥梁目前的状 况，为后期的运营及行车安全提供一个可靠的保障。迄今为止，桥梁检测中对竖向位 移(挠度)的测量主要采用上述两种方法，1、架设位移传感器法2、光学仪器法。但 其常常会受到外界及人为因素的干扰，导致数据无法精确测量。

1、支架架设位移传感器法

支架架设位移传感器法：桥梁检测时，通过在主梁梁底与地面之间搭设支架并采 用表架将百分表固定在支架顶部，且将百分表末端顶住主梁下部。此种方法只适用于 主梁底面离地面距离比较小时，一般小于6m采用此种方法可行。对于净空过高时则 弊端更大，而且采用此种测试方法时测试前准备工作比较繁琐，如位移计、百分表的 安装和拆卸费时费力，通常需要人工搭设脚手架及工作平台或使用升降机，因此大大 降低了工作效率。

2、光学仪器法

光学仪器法为：桥梁检测时，通过在主梁测试截面处立棱镜或标尺，采用全站仪、 激光挠度仪或精密水准仪观察桥梁竖向挠度的变化。此种方法在桥梁检测时，需要人 工手扶标尺，会产生不可避免的人为误差，并且经常会受到加载车辆(静载试验时需 将一定重量的试验车停放在桥梁上，利用车重加载并测试主梁挠度)的影响，导致棱 镜或标尺无法立在测试断面，或由于加载车辆的排列直接挡住全站仪或激光挠度仪视 线，导致测试无法进行，而且该测试方法每次只能测量单一断面，不能连续测量多个 断面。

发明内容

本发明的目的是要提供一种中小跨径桥梁挠度测量装置，使用时几乎不受外界及 人为因素的干扰，同时可以实现对测点的精确定位和数据的快速采集。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种中小跨径桥梁挠度测量装置，安装在待测试主梁上，包括立柱支撑装置、刚 性导梁、机电百分表、表架连接支撑装置和数据采集系统，在待测试主梁的桥跨起终 点各设置一个立柱支撑装置，所述立柱支撑装置由支撑底座、支撑底座上部的螺纹立 柱、螺纹立柱上的调节高度螺母及调节高度螺母上部的立方体连接装置构成，刚性导 梁两端分别与立方体连接装置连接，刚性导梁外侧刻有标度，刚性导梁上固定安装有 钢抱箍，机电百分表通过表架连接支撑装置与钢抱箍相连接，表架连接支撑装置的底 部与待测试主梁保持接触，所述机电百分表通过数据线与数据采集系统相连接。测试 时根据标度可以确定各待测试主梁断面的具体位置，再在测试断面处将机电百分表牢 固安装于表架连杆上并根据实际情况调节机电百分表与地面的距离，保证表针保持一 定的预压力，在测试中一直与待测结构物接触，然后进行观测工作。

进一步的，所述支撑底座上端面内设有气泡水平仪，支撑底座下端设有3个升降 螺母，通过调节升降螺母及观测水平气泡仪可调节支撑底座处于水平状态，通过支撑 底座的气泡水平仪的居中气泡显示即可，且通过此种方法可以满足不同纵坡的桥梁的 检测。

具体的，所述刚性导梁由不锈钢薄壁导梁制成且两端分别设有导梁接长钢板，导 梁接长钢板上设有螺栓孔，立方体连接装置与导梁接长钢板通过螺栓连接，所述刚性 导梁上端面内设有滑动轨道，刚性导梁上端的滑动轨道一侧设有气泡水平仪。对于不 同跨径的桥梁可以通过螺栓接长刚性导梁，从而满足不同跨径桥梁检测的需要。

优选地，所述表架连接支撑装置由上螺杆、套筒、下螺杆和机电百分表安装架组 成，上螺杆的下端和下螺杆的上端分别旋接在套筒内，机电百分表安装架通过长螺母 固定在下螺杆下端，长螺母的底部与待测试主梁接触，所述机电百分表固定在机电百 分表安装架上设置的安装孔内。

优选地，所述钢抱箍为C形，两开口端内壁固定有螺母，穿过两开口端外壁设有 与螺母配合的螺杆，所述上螺杆的上端穿过钢抱箍的侧壁，钢抱箍的两侧分别设有旋 接在螺纹上的螺母。

本发明的刚性导梁侧面刻有标度，因此可以方便的定位测点位置，可根据需求在 导梁上安装多个百分表，通过数据线连接至数据采集系统，数据采集系统为多通道， 可实现对桥梁结构多点实时连续采样。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的结构简单，设计新颖合理，易于安装实施，操作简单高效。

1、本发明对于不同跨径的桥梁可以通过螺栓接长刚性导梁，从而满足不同跨径 桥梁检测的需要；

2、本发明的立柱支撑装置可以通过安装在螺纹立柱上的螺母调节立方体连接装 置的高度，从而直接提高刚性导梁高度，通过此种方法可以满足不同纵坡的桥梁的检 测；

3、本发明可以克服桥梁下部无法布设机电百分表或者主梁上部加载车遮挡光学 测试仪器视线的弊端；

4、本发明对于横向由多片空心板或者小箱梁组成的桥梁可以同时且快速的测试 每一片梁的竖向挠度；

5、本发明实现成本低，使用效果好，便于推广使用。

综合上述本发明结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，使用寿命长，在测试 中小跨径桥梁挠度测试时，可以实现对测点的精确定位和数据的快速采集，并且不受 任何外界及人为因素的干扰，从而大大节约时间，可以显著减少人员及财力投入，因 此本发明成果具有显著的推广和应用价值同时也会产生巨大的经济效益。

附图说明

图1是本发明的安装图；

图2是本发明的使用状态图；

图3是本发明的支撑底座的俯视图；

图4是本发明的支撑底座的主视图；

图5是本发明的刚性导梁的结构示意图；

图6是图2的A处放大图；

图7是图2的B处放大图；

图8是图2的C处放大图；

图9是图7的D处放大图；

图10是图7的E处放大图；

图11是图6的F处放大图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图6所示的一种中小跨径桥梁挠度测量装置，安装在待测试主梁 14上，待测试主梁14下有桥墩15，包括立柱支撑装置、刚性导梁5、机电百分表11、 表架连接支撑装置和数据采集系统13，在待测试主梁14的桥跨起终点各设置一个立 柱支撑装置，立柱支撑装置由支撑底座1、支撑底座上部的螺纹立柱2、螺纹立柱上 的调节高度螺母3及调节高度螺母3上部的立方体连接装置4构成，刚性导梁5两端 分别与立方体连接装置4连接，刚性导梁5外侧刻有标度，刚性导梁5上固定安装有 钢抱箍6，机电百分表11通过表架连接支撑装置与钢抱箍6相连接，表架连接支撑装 置的底部与待测试主梁14保持接触，所述机电百分表11通过数据线12与数据采集 系统13相连接。测试时根据标度可以确定各待测试主梁14断面的具体位置，再在测 试断面处将机电百分表11牢固安装于表架连接支撑装置上并根据实际情况调节机电 百分表11与地面的距离，保证表针保持一定的预压力，在测试中一直与待测试主梁 14接触，然后进行观测工作。参照图1，通过数据采集系统13能快速测量待测试主 梁14加载前的初读数值，参照图2，通过数据采集系统13能快速测量待测试主梁14 加载后的挠度值。

如图3、图4所示，为便于调节支撑底座1处于水平状态，支撑底座1上端面内 设有气泡水平仪16，支撑底座1上设有螺孔101，螺纹立柱2的下端旋接在螺孔101 内，支撑底座1下端设有3个升降螺母17，通过调节升降螺母17及观测水平气泡仪 16可调节支撑底座1处于水平状态，，通过此种方法可以满足不同纵坡的桥梁的检测。

如图5所示，刚性导梁5由不锈钢薄壁导梁制成且两端分别设有导梁接长钢板 501，导梁接长钢板501上设有螺栓孔502，立方体连接装置4与导梁接长钢板501 通过螺栓503连接，刚性导梁5上端面内设有滑动轨道504，滑动轨道504一侧设有 气泡水平仪16。对于不同跨径的桥梁可以通过螺栓503接长刚性导梁5，从而满足不 同跨径桥梁检测的需要。

如图7、图9、图10所示，钢抱箍6为C形，两开口端内壁固定有螺母602，穿 过两开口端外壁设有与螺母602配合的螺杆601，所述上螺杆7的上端穿过钢抱箍6 的侧壁，钢抱箍6的两侧分别设有旋接在螺纹上的螺母602。使用时，钢抱箍6卡接 在刚性导梁5上，用螺杆601将钢抱箍6紧固在刚性导梁5上，同时根据标度可以确 定各测试断面的具体位置时便于调节钢抱箍6。

如图8、图11所示，表架连接支撑装置由上螺杆7、套筒8、下螺杆9和机电百 分表安装架10组成，上螺杆7的下端和下螺杆9的上端分别旋接在套筒8内，机电 百分表安装架10通过长螺母17固定在下螺杆9下端，长螺母17的底部与待测试主 梁14接触，所述机电百分表11固定在机电百分表安装架10上设置的安装孔18内。

组装时本发明时：首先将支撑底座1放置与待测试桥11桥跨两端，支撑底座1 上有气泡水平仪13，待气泡居中后则说明支撑底座1居于水平位置，然后将螺纹立柱 2与支撑底座1相连接，连接方式为螺纹立柱通过丝扣嵌入支撑底座1内，再将高度 调节螺母3通过丝扣与螺纹立柱2相连接，再将立方体连接装置4安装与高度调节螺 母3上，然后刚性导梁5与立方体连接装置4通过螺栓503连接，再将钢抱箍6与上 螺杆7通过螺母602牢固安装在刚性导梁5上端，上螺杆7通过套筒8与下螺杆9连 接，再将下螺杆9通过机电百分表安装架10与机电百分表11连接，该测量系统全部 安装完成。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做 出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。