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用于转体 桥梁称重试验临界点判别的设备及检测方法

阅读：796发布：2020-05-13

专利汇可以提供用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备及检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且针对现有桥梁转体施工试验方法的不足，本发明提供一种用于转体桥梁称重试验时临界点判别的设备和检测方法，本发明所述的设备包括竖向位移传感器、百分表、水平位移传感器、竖向位移传感器导线、水平位移传感器导线、数据采集仪、千斤顶。本发明的装置简单，便于制作。本发明的试验方法简便，节约了人力，提高了试验过程的可控性，有效保证了试验数据的精确性。，下面是用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备及检测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，所述转体桥梁包括滑道（8）、撑脚（9）、球铰（10）、混凝土上承台（11）、混凝土下承台（12）；在混凝土下承台（12）的顶部设有滑道（8），在滑道（8）内侧的混凝土下承台（12）的顶部设有球铰（10）；在滑道（8）上均布有撑脚（9）；在撑脚（9）及球铰（10）的顶部设有混凝土上承台（11）；其特征在于：包括竖向位移传感器（1）、百分表（2）、水平位移传感器（3）、竖向位移传感器导线（4）、水平位移传感器导线（5）、数据采集仪（6）、千斤顶（7）；
在撑脚（9）上设有水平位移传感器（3）；所述水平位移传感器（3）负责采集球铰转动的水平位移；
在混凝土上承台（11）上设有竖向位移传感器（1）；所述混凝土上承台（11）负责采集球铰转动的竖向位移；
在与竖向位移传感器（1）相邻的混凝土上承台（11）上设有百分表（2）；所述百分表（2）负责采集球铰转动的竖向位移；
通过竖向位移传感器导线（4）将竖向位移传感器（1）与数据采集仪（6）相连接；通过水平位移传感器导线（5）将水平位移传感器（3）与数据采集仪（6）相连接；所述数据采集仪（6）负责将采集到的数据传输给电脑；
在混凝土上承台（11）与混凝土下承台（12）之间设置有千斤顶（7）；所述千斤顶（7）负责将混凝土上承台（11）上方的结构转动体系顶升，产生转动位移。
2.根据权利要求1所述的用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，其特征在于：混凝土上承台（11）为六角台；在混凝土下承台（12）上对应混凝土上承台（11）的2个相对的拐角的底面处设有千斤顶（7）；在余下的4个拐角底面上设有竖向位移传感器（1）、百分表（2）；在与千斤顶（7）相邻的撑脚（9）上设有水平位移传感器（3）。
3.根据权利要求2所述的用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，其特征在于：在混凝土下承台（12）上对应混凝土上承台（11）的2个相对拐角的底面处分别均布2或4个千斤顶（7）；在滑道（8）上均布有6个撑脚（9）；与千斤顶（7）相邻的撑脚（9）上分别设有1个水平位移传感器（3）。
4.根据权利要求1所述的用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，其特征在于：在混凝土下承台（12）上对应混凝土上承台（11）的1个设有千斤顶（7）的拐角两侧的拐角顶部分别设有1个百分表（2）。
5.根据权利要求1所述的用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，其特征在于：安装在混凝土上承台（11）上方的桥梁结构转体部分的总重量在5000~20000吨之间；所述球铰（10）的支承半径约在1.6m~2.5m。
6.根据权利要求1所述的用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，其特征在于：所述竖向位移传感器（1）的量程在-5cm~+5cm，精度0.01mm；
所述百分表（2）的量程在-5cm~+5cm，精度0.01mm；
所述水平位移传感器（3）的量程在-5cm~+5cm，精度0.01mm；
所述数据采集仪（6）至少具有8个数据采集通道；
所述千斤顶（7）的吨位在300t~500t之间，并在每台千斤顶（7）上设置相应吨位配套的力传感器。
7.采用权利要求1至6所述任一用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备的检测方法，其特征在于：按如下步骤进行：
步骤1：沿纵桥向加载千斤顶（7）；
步骤2：在靠近千斤顶（7）的混凝土上承台（11）两个拐角同时布置百分表（2），通过百分表（2）记录竖向位移；
步骤3：在加载轴线两侧的四个撑脚（9）布置水平位移传感器（3），通过水平位移传感器（3）记录球铰转动的水平位移；
步骤4：通过竖向位移传感器导线（4）、水平位移传感器导线（5）将竖向位移传感器（1）、水平向位移传感器（3）分别与数据采集仪（6）相连接，将电脑与数据采集仪（6）连接；
通过安装在电脑中的控制程序，确保数据采集仪（6）与电脑间的数据和指令的有效传输；
步骤5：通过千斤顶（7）对转体桥梁进行N级加载，N不小于2，级差控制为200~300kN；
每通过千斤顶（7）对转体桥梁进行一级的加载后，观测百分表（2）指针，待百分表（2）的指针稳定时，记录读数并同时发布采集数据指令，即可及时采集到8个通道的位移数据，并在电脑上同步显示出来，通过2个百分表（2）的示数、4个竖向位移传感器（1）的示数、4个来自于水平位移传感器（3）的示数共同便判断转体桥梁的球铰体系是否已转动，从而有效控制加载进程；
步骤6：将步骤5获得的数据存储在电脑中，供检测完毕做数据分析，判断临界点的数值，从而有效保证称重试验的成功。
8.根据权利要求7所述采用用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备的检测方法，其特征在于：在步骤5中，通过百分表（2）、竖向位移传感器（1）、水平位移传感器（3）的示数共同便判断转体桥梁的球铰体系是否已转动的具体方法是：
百分表（2）和竖向位移传感器（1）采集到的竖向位移出现明显突变，或累计位移超过2~
3mm；水平位移传感器（3）采集到的水平位移之前一直很小，接近零，出现突变，停止加载。
9.根据权利要求7所述采用用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备的检测方法，其特征在于：在步骤6中，判断临界点的数值的标准是：荷载-竖向位移曲线出现拐点，或曲率发生明显变化，或水平位移值出现突变时所对应的数值。

说明书全文

用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备及检测方法

技术领域

[0001] 本发明属于桥梁转体施工控制技术领域，具体涉及用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备及检测方法。

背景技术

[0002] 转体桥梁在沿梁轴线的竖平面内，由于球铰体系的制作安装误差和梁体质量分布差异以及预应力张拉的程度差异，可能导致桥墩两侧悬臂梁段质量分布不同，从而产生不平衡力矩。由于桥梁最后转体的复杂性和重要性，为严格控制最后转体时的姿态，我们有必要在转体桥梁拆除全部支架后对其进行称重试验并合理配重。

[0003] 称重试验是把拆除全部支架后的球铰上方整个T构体系当作一个刚体，通过施加逐步均匀增大的转动力矩，使球铰发生转动位移，当位移发生突变时，认为体系克服了静摩擦力发生转动，这是个临界状态。进而根据此状态下转动体系的静力平衡关系，求解出需要的力学参数如转动体球铰摩阻力矩、转动体不平衡力矩、摩擦系数和偏心距等等。

[0004] 因而位移测试点的选择是重要的环节，关系到球铰转动临界状态的合理判定及称重试验的成功与否。目前位移测试点主要选择在撑脚四周埋设竖向传感器或百分表，也有报道埋设水平传感器，但未形成体系，不能很好的判断临界点。球铰间的转动位移实际是切向位移，同时由于有黄油层压实位移的影响，仅考虑竖向位移，加载曲线呈非线性，会影响到临界点的合理判断。百分表靠人工读数，同时考虑水平向和竖向位移时四周测点较多，不能及时汇报数据，使程序不能如期加载。传感器便于试验人员控制采集数据，便于控制试验时的进程，但不易判断读数时机是否处于结构稳定状态，不便于试验后做精确分析，判断临界点的精确数值。

发明内容

[0005] 本发明是为弥补上述现有技术所存在的不足之处，提供一种新型的施工监控方法，达到操作简便，保证结构安全，加快施工进度的目的。

[0006] 具体的发明技术方案如下：用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，所述转体桥梁包括滑道8、撑脚9、球铰10、混凝土上承台11、混凝土下承台12。在混凝土下承台12的顶部设有滑道8，在滑道8内侧的混凝土下承台12的顶部设有球铰10。在滑道8上均布有撑脚9。在撑脚9及球铰10的顶部设有混凝土上承台11。此外，包括竖向位移传感器1、百分表2、水平位移传感器3、竖向位移传感器导线4、水平位移传感器导线5、数据采集仪6、千斤顶7。

[0007] 在撑脚9上设有水平位移传感器3。所述水平位移传感器3负责采集球铰转动的水平位移。

[0008] 在混凝土上承台11上设有竖向位移传感器1。所述混凝土上承台11负责采集球铰转动的竖向位移。

[0009] 在与竖向位移传感器1相邻的混凝土上承台11上设有百分表2。所述百分表2负责采集球铰转动的竖向位移。

[0010] 通过竖向位移传感器导线4将竖向位移传感器1与数据采集仪6相连接。通过水平位移传感器导线5将水平位移传感器3与数据采集仪6相连接。所述数据采集仪6负责将采集到的数据传输给电脑。

[0011] 在混凝土上承台11与混凝土下承台12之间设置有千斤顶7。所述千斤顶7负责将混凝土上承台11上方的结构转动体系顶升，发生微小转动位移。

[0012] 采用本发明所述用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备的检测方法，按如下步骤进行：步骤1：沿纵桥向加载千斤顶7——千斤顶7列于转体桥梁称重时加载轴线的两侧，在混凝土上承台11四个拐角布置四个竖向位移传感器1。

[0013] 步骤2：在靠近千斤顶7的混凝土上承台11两个拐角同时布置百分表2，通过百分表2记录竖向位移。

[0014] 步骤3：在加载轴线两侧的四个撑脚9布置水平位移传感器3，通过水平位移传感器3记录球铰转动的水平位移。

[0015] 步骤4：通过竖向位移传感器导线4、水平位移传感器导线5将竖向位移传感器1、水平向位移传感器3分别与数据采集仪6相连接，将电脑与数据采集仪6连接。

[0016] 通过安装在电脑中的控制程序，确保数据采集仪6与电脑间的数据和指令的有效传输。

[0017] 步骤5：通过千斤顶7对转体桥梁进行N级加载，N不小于2，级差大约控制为200~300kN。

[0018] 每通过千斤顶7对转体桥梁进行一级的加载后，观测百分表2指针，待百分表2的指针稳定时，记录读数并同时发布采集数据指令，即可及时采集到8个通道的位移数据——4个来自于竖向位移传感器1，4个来自于水平位移传感器3，并在电脑上同步显示出来，通过2个百分表2的示数、4个竖向位移传感器1的示数、4个来自于水平位移传感器3的示数共同便判断转体桥梁的球铰体系是否已转动，从而有效控制加载进程。

[0019] 步骤6：将步骤5获得的数据存储在电脑中，供检测完毕做数据分析，判断临界点的数值，从而有效保证称重试验的成功。

[0020] 有益的技术效果本发明所述的用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，其结构简单，连接简介，观察数据直观，能够避免传统经验判断的标准因人而异、变数大、检测标准不统一、结果精度差的弊端。

[0021] 本发明所述用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备的检测方法，试验方法简便，节约了人力，提高了试验过程的可控性，有效保证了试验数据的精确性。附图说明

[0022] 图1为本发明所述的用于桥梁平转施工称重试验位移监测体系的立体示意图。

[0023] 图2为本发明所述的用于桥梁平转施工称重试验位移监测体系的平面示意图。

[0024] 图3为采用本发明所述用于桥梁平转施工转动体系的局部截图。

[0025] 图4为采用本发明所述用于桥梁平转施工转动体系的简视图。

[0026] 图中的序号为：1竖向位移传感器、2百分表、3水平位移传感器、4竖向位移传感器导线、5水平位移传感器导线、6数据采集仪、7千斤顶、8滑道、9撑脚、10球铰、11混凝土上承台、12混凝土下承台。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明：参见图1及图2，用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备，所述转体桥梁包括滑道8、撑脚9、球铰10、混凝土上承台11、混凝土下承台12。在混凝土下承台12的顶部设有滑道8，在滑道8内侧的混凝土下承台12的顶部设有球铰10。在滑道8上均布有撑脚9。在撑脚9及球铰
10的顶部设有混凝土上承台11。包括竖向位移传感器1、百分表2、水平位移传感器3、竖向位移传感器导线4、水平位移传感器导线5、数据采集仪6、千斤顶7。

[0028] 在撑脚9上设有水平位移传感器3。所述水平位移传感器3负责采集球铰转动的水平位移。

[0029] 在混凝土上承台11上设有竖向位移传感器1。所述混凝土上承台11负责采集球铰转动的竖向位移。

[0030] 在与竖向位移传感器1相邻的混凝土上承台11上设有百分表2。所述百分表2负责采集球铰转动的竖向位移。

[0031] 通过竖向位移传感器导线4将竖向位移传感器1与数据采集仪6相连接。通过水平位移传感器导线5将水平位移传感器3与数据采集仪6相连接。所述数据采集仪6负责将采集到的数据传输给电脑。

[0032] 在混凝土上承台11与混凝土下承台12之间设置有千斤顶7。所述千斤顶7负责将混凝土上承台11上方的结构转动体系顶升，发生微小转动位移。

[0033] 参见图1及图2，进一步说，混凝土下承台12、混凝土上承台11均为六角台，且混凝土下承台12的6个拐角的位置与混凝土上承台11的6个拐角的位置相互对应。

[0034] 在混凝土下承台12上对应混凝土上承台11的2个相对的拐角的底面处设有千斤顶7。在余下的4个拐角底面上设有竖向位移传感器1、百分表2。

[0035] 在与千斤顶7相邻的撑脚9上设有水平位移传感器3。

[0036] 在混凝土下承台12上对应混凝土上承台11混凝土下承台12的2个相对拐角的底面处分别均布2或4个千斤顶7。

[0037] 在滑道8上均布有6个撑脚9。与千斤顶7相邻的撑脚9上分别设有1个水平位移传感器3。

[0038] 参见图1及图2，进一步说，在混凝土下承台12上对应混凝土上承台11的1个设有千斤顶7的拐角两侧的拐角顶部分别设有1个百分表2。优选的方案是，在混凝土下承台12上设置一个三棱台，该三棱台是为布置竖向位移传感器1和百分表2搭设的支架。竖向位移传感器1和百分表2均是采集竖向位移，并通过观测百分表2的指针是否稳定可判断结构加载后是否到达稳定状态。

[0039] 进一步说，安装在混凝土上承台11上方的桥梁结构转体部分的总重量在5000~20000吨之间。

[0040] 所述球铰10的支承半径约在1.6m~2.5m。

[0041] 进一步说，所述竖向位移传感器1的量程在-5cm~+5cm，精度0.01mm。所述百分表2的量程在-5cm~+5cm，精度0.01mm。所述水平位移传感器3的量程在-5cm~+5cm，精度0.01mm。所述数据采集仪6至少具有8个数据采集通道。所述千斤顶7的吨位在300t~500t之间，并在每台千斤顶7上设置相应吨位配套的力传感器。

[0042] 采用本发明所述用于转体桥梁称重试验临界点判别的设备的检测方法，按如下步骤进行：步骤1：沿纵桥向加载千斤顶7——千斤顶7列于转体桥梁称重时加载轴线的两侧，在混凝土上承台11四个拐角布置四个竖向位移传感器1。

[0043] 步骤2：在靠近千斤顶7的混凝土上承台11两个拐角同时布置百分表2，通过百分表2记录竖向位移。

[0044] 步骤3：在加载轴线两侧的四个撑脚9布置水平位移传感器3，通过水平位移传感器3记录球铰转动的水平位移。

[0045] 步骤4：通过竖向位移传感器导线4、水平位移传感器导线5将竖向位移传感器1、水平向位移传感器3分别与数据采集仪6相连接，将电脑与数据采集仪6连接。

[0046] 通过安装在电脑中的控制程序，确保数据采集仪6与电脑间的数据和指令的有效传输。

[0047] 步骤5：通过千斤顶7对转体桥梁进行N级加载，N不小于2。

[0048] 每通过千斤顶7对转体桥梁进行一级的加载后，观测百分表2指针，待百分表2的指针稳定时，记录读数并同时发布采集数据指令，即可及时采集到8个通道的位移数据——4个来自于竖向位移传感器1，4个来自于水平位移传感器3，并在电脑上同步显示出来，通过2个百分表2的示数、4个竖向位移传感器1的示数、4个来自于水平位移传感器3的示数共同便判断转体桥梁的球铰体系是否已转动，从而有效控制加载进程。

[0049] 步骤6：将步骤5获得的数据存储在电脑中，供检测完毕做数据分析，判断临界点的数值，从而有效保证称重试验的成功。

[0050] 进一步说，在步骤5中，通过百分表2、竖向位移传感器1、水平位移传感器3的示数共同便判断转体桥梁的球铰体系是否已转动的具体方法是：百分表2和竖向位移传感器1采集到的竖向位移出现明显突变，或累计位移超过2~3mm，水平位移传感器3采集到的水平位移之前一直很小，接近零，出现突变，停止加载。

[0051] 进一步说，在步骤6中，判断临界点的数值的具体标准是：荷载-竖向位移曲线出现拐点，或曲率发生明显变化，或水平位移值出现突变时所对应的数值。

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