一种公路桥梁的桥面状态检测装置及方法 |
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| 申请号 | CN202311336025.4 | 申请日 | 2023-10-16 | 公开(公告)号 | CN117385740B | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 邯郸市华威公路设计咨询有限公司; | 发明人 | 谢孟华; 尹志强; 唐宁; 刘俊臣; 吕亚鹏; 赵晓乐; 吕卓研; 张燕; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 桥面 状态检测技术领域，提出了一种公路 桥梁 的桥面状态检测装置，包括行走机构移动台横向移动设置在行走机构上，第一轴座和第二轴座均设置在移动台上，第一轴体和第二轴体分别转动设置在第一轴座和第二轴座上，第一摆动件和第二摆动件分别设置在第一轴体和第二轴体上，第一导轮和第二导轮分别转动设置在第一摆动件和第二摆动件上，第一 角 度 传感器 和第二角度传感器分别设置在第一轴座和第二轴座上，第一角度传感器的测量端固定连接在第一轴体上，第二角度传感器的测量端固定连接在第二轴体上。通过上述技术方案，解决了相关技术中桥梁安全性得不到保障，桥梁伸缩缝装置没有对应定期检测设备的技术问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种公路桥梁的桥面状态检测装置，用于桥梁伸缩缝的缝隙进行检测，桥梁伸缩缝具有第一钢板和第二钢板，所述第一钢板和所述第二钢板之间形成所述缝隙，其特征在于，包括 |
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| 说明书全文 | 一种公路桥梁的桥面状态检测装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及桥面状态检测技术领域，具体的，涉及一种公路桥梁的桥面状态检测装置。 背景技术[0002] 桥梁总体技术状况评定等级分为五类，一类桥梁为全新状态，功能完善；二类桥梁为有轻微缺损，对桥梁使用功能无影响；三类桥梁为有中等缺损，尚能维持正常使用功能；四类桥梁为主要构件有大的缺损，严重影响桥梁使用功能，或影响承载能力，不能保证正常使用；五类桥梁为主要构件存在严重缺损，不能正常使用，危及桥梁安全，桥梁处于危险状态。一类、二类桥梁应进行小修保养，三类桥梁要进行中修，四类桥梁要限制交通，进行大修，五类桥梁要封闭交通，进行改建或重建。现有技术中，缺少对桥梁进行检测的装置，没有相关的设备对桥梁进行规范化的定期检查，使得桥梁的安全状态并不可控，就可能会存在二类状况的桥梁较快的发展为了三类状况的桥梁，三类状况的桥梁又有可能发展为三类状况的桥梁，使得桥梁安全性得不到保障，桥梁中对桥梁状况影响较大的一个位置是桥梁之间的伸缩缝装置，没有合适的检测装置对桥梁伸缩缝进行持续定期检测，也会使桥梁安全不能较好的提高。 发明内容[0003] 本发明提出一种公路桥梁的桥面状态检测装置，解决了相关技术中桥梁安全性得不到保障，桥梁伸缩缝装置没有对应定期检测设备的技术问题。 [0004] 本发明的技术方案如下： [0005] 一种公路桥梁的桥面状态检测装置，用于桥梁伸缩缝的缝隙进行检测，桥梁伸缩缝具有第一钢板和第二钢板，所述第一钢板和所述第二钢板之间形成所述缝隙，包括[0006] 行走机构，所述行走机构具有架体， [0007] 移动台，所述移动台横向移动设置在所述行走机构上， [0008] 第一轴座和第二轴座，所述第一轴座和所述第二轴座均设置在所述移动台上，[0009] 第一轴体和第二轴体，所述第一轴体和所述第二轴体分别转动设置在所述第一轴座和所述第二轴座上， [0010] 第一摆动件和第二摆动件，所述第一摆动件和所述第二摆动件分别设置在所述第一轴体和第二轴体上， [0011] 第一导轮和第二导轮，所述第一导轮和所述第二导轮分别转动设置在所述第一摆动件和所述第二摆动件上，所述第一导轮和所述第二导轮用于分别位于所述缝隙的两侧，[0012] 第一角度传感器和第二角度传感器，所述第一角度传感器和所述第二角度传感器分别设置在所述第一轴座和所述第二轴座上，所述第一角度传感器的测量端固定连接在所述第一轴体上，所述第二角度传感器的测量端固定连接在所述第二轴体上。 [0013] 作为进一步的技术方案，还包括收起组件，所述收起组件用于所述第一摆动件和所述第二摆动件的收起，包括 [0014] 升降件，所述升降件升降设置在所述移动台上，具有长条孔，所述第一摆动件和所述第二摆动件均穿过所述长条孔，所述长条孔内壁的底部为下挡部， [0015] 上挡件，所述上挡件设置在所述移动台上，且伸入至所述长条孔中，具有上挡部，所述上挡部与所述下挡部之间形成夹紧空间，所述夹紧空间变小之后用于将所述第一摆动件和第二摆动件夹紧。 [0016] 作为进一步的技术方案，所述收起组件还包括 [0017] 滑动压紧件，所述滑动压紧件滑动设置在所述下挡部上， [0018] 第一弹性件，所述第一弹性件一端作用于所述滑动压紧件另一端作用于所述下挡部，提供所述滑动压紧件靠近所述上挡部的力。 [0019] 作为进一步的技术方案，还包括 [0020] 第一线性驱动装置，所述第一线性驱动装置驱动所述移动台移动， [0021] 第二线性驱动装置，所述第二线性驱动装置驱动所述升降件升降。 [0022] 作为进一步的技术方案，还包括异物检测组件，所述异物检测组件设置在所述移动台上，包括 [0023] 球栅导杆，所述球栅导杆设置在所述移动台上，且长度方向为平行所述缝隙的长度方向， [0024] 第一球栅尺和第二球栅尺，所述第一球栅尺和所述第二球栅尺均滑动设置在所述球栅导杆上， [0025] 第二弹性件，所述第二弹性件一端作用于所述第一球栅尺，另一端作用于所述第二球栅尺， [0026] 第三弹性件，所述第三弹性件一端作用于所述移动台，另一端作用于所述第一球栅尺， [0027] 第四弹性件，所述第四弹性件一端作用于所述移动台，另一端作用于所述第二球栅尺， [0028] 第一杆体，所述第一杆体铰接在所述第一球栅尺上， [0029] 第二杆体，所述第二杆体铰接在所述第二球栅尺上，所述第一杆体和所述第二杆体用于塞入至所述缝隙中。 [0030] 作为进一步的技术方案，所述异物检测组件还包括 [0032] 第二扭簧，所述第二扭簧一端作用于所述第二杆体，另一端作用于所述第二球栅尺。 [0033] 作为进一步的技术方案，所述异物检测组件还包括 [0034] 第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和所述第二限位件均设置在所述第一球栅尺上，且分别位于所述第一杆体的两侧， [0035] 第三限位件和第四限位件，所述第三限位件和所述第四限位件均设置在所述第二球栅尺上，且分别位于所述第二杆体的两侧。 [0036] 作为进一步的技术方案，所述第一杆体和所述第二杆体的端部均为尖型。 [0037] 作为进一步的技术方案，还包括缝隙位置检测传感器，所述缝隙位置检测传感器设置在所述移动台上。 [0038] 本发明还提出一种公路桥梁的桥面状态检测方法，包括以下步骤， [0039] S1、第一导轮带动第一摆动件在第一钢板上滑动，第一摆动件相对第一钢板的夹角为第一夹角，第二导轮带动第二摆动件在第二钢板上滑动，第二摆动件相对第二钢板的夹角为第二夹角； [0040] S2、由第一夹角的大小、第二夹角的大小、第一摆动件的长度、第二摆动件的长度计算第一钢板和第二钢板的高度差； [0041] S3、第一杆体、第二杆体的端部插入至缝隙中，并沿缝隙滑动，第一杆体、第二杆体分别带动第一球栅尺和第二球栅尺沿球栅导杆滑动，根据第一球栅尺和第二球栅尺移动位置判断缝隙中灰尘杂物状况。 [0042] 本发明的工作原理及有益效果为： [0043] 本发明中，设计了公路桥梁的桥面状态检测装置，行走机构可以带着整体沿桥梁伸缩缝的长度方向进行移动，当行走机构移动至桥梁伸缩缝上方后，通过驱动移动台移动位置，使得移动台位于缝隙的正上方，并且第一摆动件和第二摆动件分别位于缝隙的两侧，且第一导轮和第二导轮分别在第一钢板和第二钢板上进行滚动，以实现测量第一钢板和第二钢板高度差的目的。具体的，第一导轮和第二导轮分别在第一钢板和第二钢板上滚动，第一摆动件和第二摆动件相对第一钢板和第二钢板会有一定的角度，第一摆动件相对第一钢板的夹角为第一夹角，第二导轮带动第二摆动件在第二钢板上滑动，第二摆动件相对第二钢板的夹角为第二夹角，由第一夹角的大小、第二夹角的大小、第一摆动件的长度、第二摆动件的长度便可以计算出第一钢板和第二钢板的高度差，从而可以准确的实现对桥梁伸缩缝两侧落差的测量。附图说明 [0044] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 [0045] 图1为本发明立体结构示意图； [0046] 图2为本发明底部结构示意图； [0047] 图3为本发明中滑动压紧件结构示意图； [0048] 图4为本发明俯视结构示意图； [0049] 图5为图4中A‑A剖视立体结构示意图； [0050] 图6为图5中B局部放大结构示意图； [0051] 图中：行走机构‑1，架体‑101，收起组件‑2，升降件‑201，下挡部‑203，上挡件‑204，上挡部‑205，夹紧空间‑206，滑动压紧件‑207，第一弹性件‑208，异物检测组件‑3，球栅导杆‑301，第一球栅尺‑302，第二球栅尺‑303，第二弹性件‑304，第三弹性件‑305，第四弹性件‑306，第一杆体‑307，第二杆体‑308，第一扭簧‑309，第二扭簧‑310，第一限位件‑311，第二限位件‑312，第三限位件‑313，第四限位件‑314，移动台‑4，第一轴座‑5，第二轴座‑6，第一轴体‑7，第二轴体‑8，第一摆动件‑9，第二摆动件‑10，第一导轮‑11，第二导轮‑12，第一角度传感器‑13，第二角度传感器‑14，第一线性驱动装置‑15，第二线性驱动装置‑16，缝隙位置检测传感器‑17。 具体实施方式[0052] 下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。 [0053] 如图1 图6所示，本实施例提出了一种公路桥梁的桥面状态检测装置，用于桥梁伸~缩缝的缝隙进行检测，桥梁伸缩缝具有第一钢板和第二钢板，第一钢板和第二钢板之间形成缝隙，包括行走机构1具有架体101，移动台4横向移动设置在行走机构1上，第一轴座5和第二轴座6均设置在移动台4上，第一轴体7和第二轴体8分别转动设置在第一轴座5和第二轴座6上，第一摆动件9和第二摆动件10分别设置在第一轴体7和第二轴体8上，第一导轮11和第二导轮12分别转动设置在第一摆动件9和第二摆动件10上，第一导轮11和第二导轮12用于分别位于缝隙的两侧，第一角度传感器13和第二角度传感器14分别设置在第一轴座5和第二轴座6上，第一角度传感器13的测量端固定连接在第一轴体7上，第二角度传感器14的测量端固定连接在第二轴体8上。 [0054] 本实施例中，考虑到没有合适的检测装置对桥梁伸缩缝进行持续定期检测，会使桥梁安全不能较好的提高，并且采用视频检测也会存在检测不准确的问题，为此专门设计了公路桥梁的桥面状态检测装置，行走机构1可以带着整体沿桥梁伸缩缝的长度方向进行移动，当行走机构1移动至桥梁伸缩缝上方后，通过驱动移动台4移动位置，使得移动台4位于缝隙的正上方，并且第一摆动件9和第二摆动件10分别位于缝隙的两侧，且第一导轮11和第二导轮12分别在第一钢板和第二钢板上进行滚动，以实现测量第一钢板和第二钢板高度差的目的。具体的，第一导轮11和第二导轮12分别在第一钢板和第二钢板上滚动，第一摆动件9和第二摆动件10相对第一钢板和第二钢板会有一定的角度，第一摆动件9相对第一钢板的夹角为第一夹角，第二导轮12带动第二摆动件10在第二钢板上滑动，第二摆动件10相对第二钢板的夹角为第二夹角，由第一夹角的大小、第二夹角的大小、第一摆动件9的长度、第二摆动件10的长度便可以计算出第一钢板和第二钢板的高度差，从而可以准确的实现对桥梁伸缩缝两侧落差的测量。 [0055] 其中，第一摆动件9相对第一钢板的夹角为第一夹角，第二摆动件10相对第二钢板的夹角为第二夹角，第一夹角是通过第一角度传感器13测量实现的，第二夹角是通过第二角度传感器14测量实现的，第一角度传感器13和第二角度传感器14分别设置在第一轴座5和第二轴座6上进行固定支撑，第一轴体7和第二轴体8转动后，第一角度传感器13的测量端能够测量出第一轴体7转动的角度，第二角度传感器14能够测量出第二轴体8上的转动角度，最终完成角度的测量，第一角度传感器13和第二角度传感器14选用现有技术中的角度传感器即可，也可选用旋转编码器进行角度测量。 [0057] 进一步，还包括收起组件2，收起组件2用于第一摆动件9和第二摆动件10的收起，包括升降件201，升降件201升降设置在移动台4上，具有长条孔，第一摆动件9和第二摆动件10均穿过长条孔，长条孔内壁的底部为下挡部203，上挡件204设置在移动台4上，且伸入至长条孔中，具有上挡部205，上挡部205与下挡部203之间形成夹紧空间206，夹紧空间206变小之后用于将第一摆动件9和第二摆动件10夹紧。 [0058] 本实施例中，考虑到第一摆动件9和第二摆动件10在工作时需要放下，不工作时需要收起，为了实现第一摆动件9和第二摆动件10放下及收起的自动实现，专门设计了收起组件2，收起组件2的升降件201具有长条孔，第一摆动件9和第二摆动件10均穿过长条孔，当升降件201上升后，长条孔的下挡部203会将第一摆动件9和第二摆动件10向上拉起，当第一摆动件9和第二摆动件10上移至与上挡件204的上挡部205接触时，上挡部205和下挡部203会将第一摆动件9和第二摆动件10压紧，从而完成第一摆动件9和第二摆动件10的收起，并且还能确保第一摆动件9和第二摆动件10被压紧，不会发生晃动；当升降件201下降后，第一摆动件9和第二摆动件10会实现放下，并且升降件201可以设置在更靠近第一摆动件9和第二摆动件10铰接端位置，从而确保第一摆动件9和第二摆动件10能够相对第一钢板和第二钢板自由改变角度，避免升降件201影响第一摆动件9和第二摆动件10进行角度测量。 [0059] 进一步，如图3所示，收起组件2还包括滑动压紧件207，滑动压紧件207滑动设置在下挡部203上，第一弹性件208一端作用于滑动压紧件207另一端作用于下挡部203，提供滑动压紧件207靠近上挡部205的力。 [0060] 本实施例中，在下挡部203上还设置了滑动压紧件207，在第一弹性件208的作用下，能够滑动压紧件207进一步将第一摆动件9和第二摆动件10压紧，使得第一摆动件9和第二摆动件10不会发生晃动和针对，从而避免第一角度传感器13和第二角度传感器14被振坏。 [0061] 进一步，还包括第一线性驱动装置15，第一线性驱动装置15驱动移动台4移动，第二线性驱动装置16驱动升降件201升降。 [0062] 本实施例中，移动台4的移动是由第一线性驱动装置15驱动的，升降件201升降是由第二线性驱动装置16驱动的，第一线性驱动装置15和第二线性驱动装置16选用伺服电机驱动的电缸，以实现更精准的控制，也可以选用伺服电机驱动丝杆丝母带动滑动，也能实现较好的精确控制。 [0063] 进一步，还包括异物检测组件3，异物检测组件3设置在移动台4上，包括球栅导杆301，球栅导杆301设置在移动台4上，且长度方向为平行缝隙的长度方向，第一球栅尺302和第二球栅尺303均滑动设置在球栅导杆301上，第二弹性件304一端作用于第一球栅尺302，另一端作用于第二球栅尺303，第三弹性件305一端作用于移动台4，另一端作用于第一球栅尺302，第四弹性件306一端作用于移动台4，另一端作用于第二球栅尺303，第一杆体307铰接在第一球栅尺302上，第二杆体308铰接在第二球栅尺303上，第一杆体307和第二杆体308用于塞入至缝隙中。 [0064] 本实施例中，为了实现对桥梁伸缩缝缝隙中杂物异物情况的判断，专门设计了异物检测组件3，在使用时，需要将第一杆体307、第二杆体308均插入至桥梁伸缩缝的缝隙中，然后行走机构1带动第一杆体307、第二杆体308移动，第一杆体307、第二杆体308会带动第一球栅尺302和第二球栅尺303沿着球栅导杆301移动，球栅导杆301即球栅尺的导向光杆，并且第一球栅尺302和第二球栅尺303可以测量出第一杆体307、第二杆体308相对球栅导杆301距离。当第一杆体307、第二杆体308在缝隙中滑动后，遇到异物时，第一球栅尺302和第二球栅尺303会在第二弹性件304、第三弹性件305、第四弹性件306的持续弹力作用下，发生移动，如第一球栅尺302和第二球栅尺303二者距离变近，说明缝隙中存在固定的异物，如果二者距离保持不变，说明缝隙中不存在异物，如果二者距离相互靠近后又很快发生相互远离，说明缝隙中存在稀疏的异物，因而通过第一球栅尺302和第二球栅尺303的移动情况实现了对第一杆体307、第二杆体308与缝隙中异物的接触判断，从而实现了缝隙中异物情况的判断，很好的实现了缝隙中异物的判断，达到了判断精确的目的。 [0065] 进一步，异物检测组件3还包括第一扭簧309，第一扭簧309一端作用于第一杆体307，另一端作用于第一球栅尺302，第二扭簧310一端作用于第二杆体308，另一端作用于第二球栅尺303。 [0066] 进一步，异物检测组件3还包括第一限位件311和第二限位件312，第一限位件311和第二限位件312均设置在第一球栅尺302上，且分别位于第一杆体307的两侧，第三限位件313和第四限位件314均设置在第二球栅尺303上，且分别位于第二杆体308的两侧。 [0067] 本实施例中，第一杆体307、第二杆体308上还设置了第一扭簧309和第二扭簧310，以保证第一杆体307、第二杆体308能够提供复位的力，并确保第一杆体307、第二杆体308持续的在缝隙中，而不会出现跑出。还设置了第一限位件311、第二限位件312、第三限位件313和第四限位件314，从而对第一杆体307、第二杆体308的摆动角度进行限位，避免出现摆动角度过大，而不能进行检测。 [0068] 进一步，第一杆体307和第二杆体308的端部均为尖型。 [0069] 本实施例中，第一杆体307和第二杆体308的端部均为尖型，确保能够较好的伸入至缝隙中。避免放入不便的发生。 [0070] 进一步，还包括缝隙位置检测传感器17，缝隙位置检测传感器17设置在移动台4上。 [0071] 本实施例中，还设置了缝隙位置检测传感器17，从而确保行走机构1能够持续沿着桥梁伸缩缝的缝隙持续跟进，避免行走机构1走歪，缝隙位置检测传感器17选用红外传感器或者光电传感器持续跟踪桥梁伸缩缝的缝隙即可。 [0072] 本实施例还提出一种公路桥梁的桥面状态检测方法，包括以下步骤， [0073] S1、第一导轮11带动第一摆动件9在第一钢板上滑动，第一摆动件9相对第一钢板的夹角为第一夹角，第二导轮12带动第二摆动件10在第二钢板上滑动，第二摆动件10相对第二钢板的夹角为第二夹角； [0074] S2、由第一夹角的大小、第二夹角的大小、第一摆动件9的长度、第二摆动件10的长度计算第一钢板和第二钢板的高度差； [0075] S3、第一杆体307、第二杆体308的端部插入至缝隙中，并沿缝隙滑动，第一杆体307、第二杆体308分别带动第一球栅尺302和第二球栅尺303沿球栅导杆301滑动，根据第一球栅尺302和第二球栅尺303移动位置判断缝隙中灰尘杂物状况。 |
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