一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置 |
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| 申请号 | CN202310554622.8 | 申请日 | 2023-05-17 | 公开(公告)号 | CN116295208B | 公开(公告)日 | 2023-09-29 |
| 申请人 | 中国土木工程集团有限公司; | 发明人 | 蒋友; 刘宗超; 李彦春; 张建业; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种适于无缝 桥梁 伸缩缝监测装置，该监测装置包括，用于识别桥梁板与弹性填充体之间出现裂缝的识别机构，识别机构包括分别设置在桥梁板侧面以及弹性填充体上且相互匹配的凸型件和凹型件。在凸型件与凹型件 接触 的端面上设置有压 力 传感器 。在控制箱内设置有控 制模 块 ，且 电路 连接 压力传感器 。 控制模块 还电路连接用于发送监测信息通讯模块。该监测装置能够对伸缩缝结构进行实时监控，当产生裂缝时，分属桥梁板和弹性填充体上的凸型件、凹型件的接触端面也会产生缝隙，导致多个分布的压力传感器压力减弱或者消失，控制模块判断伸缩缝出现裂缝，并将数据信息实时传送回后台，从而达到对伸缩缝实时监测的目的，提高行车安全。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置，其特征在于，该监测装置包括识别机构（3），用于识别桥梁板（1）与弹性填充体（2）之间出现裂缝，所述识别机构（3）包括： |
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| 说明书全文 | 一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置技术领域[0001] 本发明属于桥梁伸缩缝监测技术领域，具体涉及一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置。 背景技术[0002] 桥梁在气温变化时会发生膨胀、收缩的纵向变形和弯曲变形，在车辆载荷作用下会发生纵向位移和弯曲变形，因此为了满足桥梁的变形要求，多在桥梁上设置伸缩装置，但是伸缩装置直接受车辆载荷的冲击容易发生病害，导致故障；而在中小桥梁上使用的无缝伸缩缝，其原理是利用可以产生纵向位移的支撑钢板以及高弹性填充体混合石料共同组成的机械装置，具有很好的强度和弹性，具有较高的行车舒适性，桥面平整无缝。 [0003] 但是无缝伸缩缝中间弹性填充体的粘接力会随着材料的老化而下降，出现微小裂缝，最终扩大成大裂缝，造成安全隐患，而且现有的伸缩缝监测设备无法实时监测伸缩缝内部是否存在细微裂缝，导致无缝伸缩缝只会在扩大成显性的缝隙才会被发现进行更换，在此前的时间段内行车安全存在安全隐患。 [0004] 另外，当伸缩缝出现缝隙后，现有的伸缩缝监测设备无法实现临时的修补，只能够等待维修人员进行修补，在修补之前会带来一些安全隐患。 发明内容[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置，以解决现有技术中的伸缩缝监测设备无法实时监测伸缩缝内部是否存在细微裂缝，导致无缝伸缩缝只会在扩大成显性的缝隙才会被发现，且现有的监测装置不具有临时修补缝隙的功能，导致维修滞后，容易带来一定的安全隐患的问题。 [0006] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案： [0007] 本发明提供了一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置，该监测装置包括识别机构，用于识别桥梁板与弹性填充体之间出现裂缝，所述识别机构包括：凸型件，所述凸型件固定在所述桥梁板贴近所述弹性填充体的侧面上开设的凹槽内；凹型件，所述凹型件设置在弹性填充体对应所述凸型件的侧面上，所述凹型件与凸型件相匹配，且所述凸型件的凸起部能够压紧在所述凹型件的凹槽底部；所述凹型件底部固定设置有支撑杆，所述支撑杆下端抵在所述桥梁板向所述弹性填充体下部延伸的台阶面上； [0010] 通讯模块，所述通讯模块电路连接所述控制模块，用于发送监测信息。 [0011] 进一步的，该监测装置还包括修复机构，所述修复机构设置在所述弹性填充体的内部，且所述修复机构与所述凹型件的凹槽底中部开设的通槽相连通，在所述凹型件与所述凸型件脱离接触状态下，所述修复机构对所述桥梁板与所述弹性填充体之间出现的裂缝进行修复。 [0012] 进一步的，所述修复机构包括修复仓，所述修复仓沿所述弹性填充体的长度方向铺设，所述修复仓的内部充填有带压的粘接剂；所述修复仓的两侧设有软管，所述软管与所述通槽插接并相互连通，用于将粘接剂通过所述通槽导向所述桥梁板与所述弹性填充体之间的裂缝处。 [0014] 进一步的，所述修复仓的下半部还安装有自顶组件，所述自顶组件用于根据粘接剂的体积来调节修复仓内的体积，保持粘接剂在修复仓内的充盈状态。 [0015] 进一步的，所述自顶组件包括：弹性层，所述弹性层的周边固定连接在修复仓的侧壁上，且所述弹性层的周边固定高度与所述软管连接口的最低高度相当或略低于所述软管连接口的最低高度；连接板，所述连接板与所述弹性层的中部固定连接；弹性件，所述弹性件顶部与连接板底部固定连接，所述弹性件底部与修复仓底部固定连接，用于提供弹性推力向上挤压所述弹性层。 [0016] 进一步的，所述粘接剂的颜色为黄色或者红色。 [0017] 本发明的实施方式中，所述凸型件的凸起部的侧面上设置有至少一个测距传感器；所述凹型件的凹槽底部面积小于开口面积，所述凹槽侧壁为弧形过渡面或直线过渡面，所述凸型件与所述凹型件发生相对位移时，测距传感器能够实时反馈所述测距传感器与所述凹型件凹槽侧壁之间的距离值。 [0018] 本发明的实施方式中，该监测装置还包括：供电模块，所述供电模块电路连接所述控制模块，用于为监测装置提供电能；定位模块，所述定位模块电路连接所述控制模块，用于定位监测位置；警示灯，所述警示灯设置在所述控制箱外部，且电路连接所述控制模块，用于发出警示灯光信号。 [0020] 本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置，与现有技术相比，具有以下优点： [0021] 1、当环境温度降低发生冷缩时，若弹性填充体老化则会导致其侧面与桥梁板之间粘接度下降而出现缝隙，此时设置在桥梁板和弹性填充体上的凸型件、凹型件的接触端面也会产生缝隙，导致多个分布的压力传感器压力减弱或者消失。压力传感器将压力数据反馈给外部的控制模块，控制模块判断伸缩缝异常，从而达到对伸缩缝实时监测的目的，保证监测结果的准确性和及时性，提高行车安全。 [0022] 2、当伸缩缝裂缝时，凸型件与凹型件会逐渐脱离接触，此时的通槽端口被打开，而修复仓内带压的粘接剂会从通槽端口溢出，直至溢出到裂缝处并将其填满为止，粘接剂的修复功能一方面能够初步修复细小裂缝带来的安全隐患，增加行车安全性；另一方面能够对伸缩缝中较大处裂缝进行紧急修复，延长其有效使用时长，为检修人员更换局部伸缩缝的弹性填充体赢得缓冲时间。 [0023] 3、通过测距传感器测量的数值，能够实时反馈到后台形成线形图，一旦伸缩缝发生裂缝，则凸型件和凹型件之间会脱离接触状态，因此凸型件上的测距传感器检测到凸型件和凹型件发生相对位移，此时线形图从直线状态发生跳动，从而能够直观显示出伸缩缝的裂缝出现。另外，结合压力传感器反馈的异常则说明凸型件和凹型件之间必然发生脱离，双重监测数据保证了检测结果的准确性，而且每个监测点均有对应的线形图，检修人员根据相应位置的异常反馈对应更换局部伸缩缝的弹性填充体，方便快捷。附图说明 [0024] 图1为本发明提供的一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置实施场景的结构示意图。 [0025] 图2为本发明提供的一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置实施状态的剖视图。 [0026] 图3为图2中A处局部放大示意图。 [0027] 图4为本发明提供的一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置的修复仓的结构分布示意图。 [0028] 图5为本发明提供的一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置的电路连接示意图。 [0029] 附图标记 [0030] 1‑桥梁板、2‑弹性填充体、3‑识别机构、4‑修复机构、5‑控制模块、6‑通讯模块、7‑供电模块、8‑定位模块、9‑警示灯； [0031] 31‑凸型件、32‑凹型件、33‑支撑杆、34‑通槽、35‑压力传感器、36‑测距传感器； [0032] 41‑修复仓、42‑软管、43‑自顶组件； [0033] 431‑弹性层、432‑连接板、433‑弹性件。 具体实施方式[0034] 下面将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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。 [0035] 本发明提供了一种适于无缝桥梁伸缩缝监测装置，如图1‑4所示为该监测装置的结构图。本发明的具体实施方式中，该监测装置包括识别机构3，识别机构3用于识别桥梁板1与弹性填充体2之间出现裂缝，识别机构3包括：凸型件31、凹型件32、控制模块5和压力传感器35。其中，凸型件31固定在桥梁板1贴近弹性填充体2的侧面上开设的凹槽内，且凸起部朝向弹性填充体2的方向。 [0036] 凹型件32设置在弹性填充体2对应凸型件31的侧面上，且凹型件32的凹槽朝向凸型件31的方向。凹型件32与凸型件31相匹配，即凸起部能够伸入至凹槽内部，且凸型件31的凸起部能够压紧在凹型件32的凹槽底部。 [0037] 凹型件32底部固定设置有支撑杆33，支撑杆33下端抵在桥梁板1向弹性填充体2下部延伸的台阶面上，用于在浇注弹性填充体2的时候对凹型件32的位置进行定位支撑。 [0038] 至少一个压力传感器35设置在凸型件31与凹型件32接触的端面上。当凸型件31的凸起部压紧在凹型件32的凹槽底部时，压力传感器35会检测到一定的压力值。当凸型件31与凹型件32逐渐分离时，压力传感器5检测到的压力值逐渐减小至0。 [0039] 如图5所示，该监测装置还包括控制模块5，控制模块5设置在控制箱内，且电路连接压力传感器35。控制箱一般固定上设置在桥梁板侧边或桥梁其他部位。控制模块5能够根据压力传感器35以及测距传感器36的数据判断凸型件31与凹型件32是否分离，桥梁板1与弹性填充体2之间的是否出现裂缝的情况。 [0040] 通讯模块6，通讯模块6电路连接控制模块5，用于发送监测信息。本实施例中，通讯模块6包括Wifi组件以及GPRS组件。Wifi组件能够现场连接移动终端设备，方便对装置的监测数据进行查看。GPRS组件能够通过插入SIM卡来与后台数据库进行数据传输，实现监测数据的实时上传。 [0041] 本发明的具体实施方式中，该监测装置还包括修复机构4，修复机构4设置在弹性填充体2的内部，且修复机构4与凹型件32的凹槽底中部开设的通槽34相连通。凹型件32与凸型件31压紧时，凸型件31的凸起部能够压紧在通槽34外侧，避免通槽34与凹槽内相连通。在凹型件32与凸型件31脱离接触的状态下，通槽34与凹槽内相连通，修复机构4就能够对桥梁板1与弹性填充体2之间出现的裂缝进行修复。 [0042] 在桥梁伸缩装置使用的过程中，弹性填充体2的粘接力会随着材料的老化而下降，且会出现微小裂缝，最终扩大成大裂缝。因此需要在出现微小裂缝时就可检测发现并及时处理，防止突然扩大成大裂缝，导致相邻的桥梁板1之间缝隙过大，造成行车危险。本申请通过设置的凸型件31和凹型件32配合，将两者分别固定到桥梁板1和弹性填充体2上。具体的安装步骤是，先在桥梁板1的侧面上开凿出安装槽，再将凸型件31焊接固定在安装槽内。桥梁板1底部垂直于侧面延伸，最终形成台阶型。随后将配合使用的凹型件32通过其底部的支撑杆33抵压在桥梁板1的台阶面上，此时凸型件31凸起部上的压力传感器35与凹型件32凹槽槽底贴合。随后将弹性填充体2加热后逐层浇注到伸缩缝内，从而先让支撑杆33被弹性填充体2包裹成型成一体实现初步固定，此时可撤去人工按压力凹型件32。进一步的，继续浇注弹性填充体2，使得凹型件32与弹性填充体2形成一体结构。桥梁板1的侧面之间涂刷有粘接剂，使得冷却后的弹性填充体2与桥梁板1之间紧密连接。在冷缩时，若弹性填充体2老化则会导致侧面与桥梁板1之间粘接度下降而出现缝隙，此时分别设置在桥梁板1和弹性填充体2上的凸型件31、凹型件32的接触端面也会产生缝隙，导致多个分布的压力传感器35压力减弱或者消失。压力传感器35将压力数据反馈给外部的控制端，控制端判断出伸缩缝异常，从而达到对伸缩缝实时监测的目的，保证监测结果的准确性和及时性，提高行车安全。 [0043] 进一步的，在桥梁板1与弹性填充体2之间出现裂缝的同时，修复机构4能够对内部的裂缝进行临时修复，从而为检修人员更换局部伸缩缝的弹性填充体2赢得缓冲时间。 [0044] 本发明的具体实施方式中，修复机构4包括修复仓41，修复仓41沿弹性填充体2的长度方向铺设，修复仓41的内部充填有带压的粘接剂。本实施例中，粘接剂的颜色为黄色或者红色，便于维修人员检查。 [0045] 修复仓41的两侧设有软管42，软管42与通槽34插接并相互连通，用于将粘接剂通过通槽34导向桥梁板1与弹性填充体2之间的裂缝处，对裂缝进行临时性的修补。本实施例中，桥梁板1侧壁上设置有多处凸型件31，对应的弹性填充体2内部设置有多个凹型件32，修复仓41两侧的软管42的数量对应凹型件32的数量，且一一对应连接。 [0046] 进一步的，软管42内设有单向阀，单向阀使修复仓41内的带压粘接剂单向导出到通槽34内。 [0047] 修复机构4内的安装过程如下，将修复仓41放置到与凹型件32处于水平的位置，再利用软管42与通槽34插接配合。浇注的弹性填充体2将三者连接成一个整体，在修复仓41被掩盖到四分之三位置时，通过外部的输送设备将带压的粘接剂从修复仓41的导入嘴导入，即完成修复机构4的安装。因为凸型件31、凹型件32和软管42配合设有多个，且沿伸缩缝的长度方向等间距分布，所以修复机构4对每段伸缩缝都能够进行临时修复。 [0048] 初始状态下凸型件31的凸起部将凹型件32的通槽34端口完全压紧密封，此时粘接剂不会通过通槽34进入到凹槽内。当出裂缝时，凸型件31与凹型件32脱离接触，此时的通槽34端口被打开，而修复仓41内带压的粘接剂通过单向阀从通槽34端口溢出至凹槽内，直至溢出到裂缝处并将其填满为止。粘接剂的补充修复功能得到充分利用，从而增加了弹性填充体2与桥梁板1之间的粘接度。这样一方面能够对细小裂缝进行修复，减缓裂缝变大，增加行车安全性。另一方面能够对伸缩缝中较大处裂缝进行紧急修复，延长其有效使用时长，为检修人员更换局部伸缩缝的弹性填充体2赢得缓冲时间。 [0049] 本发明的具体实施方式中，修复仓41的下半部还安装有自顶组件43，自顶组件43用于根据粘接剂的体积来调节修复仓41内的体积，保持粘接剂在修复仓41内的充盈状态，为粘接剂的挤出提供压力。 [0050] 进一步的，自顶组件43包括：弹性层431、连接板432和弹性件433。其中，弹性层431的周边固定连接在修复仓41的侧壁上，且弹性层431的周边固定高度与软管42连接口的最低高度相当或略低于软管42连接口的最低高度。 [0051] 连接板432与弹性层431的中部固定连接。连接板432的长度应当略小于修复仓41的长度。 [0052] 弹性件433顶部与连接板432底部固定连接，弹性件433底部与修复仓41底部固定连接，用于提供弹性推力向上挤压弹性层431。本实施例中，修复仓41内设置至少一个弹性件。优选的，弹性件为弹簧。 [0053] 当修复仓41内的粘接剂溢出过程中，粘接剂的上平面会逐渐低于软管42连接处位置，此时的粘接剂无法溢出，导致剩余的粘接剂被浪费，因此本申请通过设置自顶组件43，协助粘接剂的溢出。具体的，在注入粘接剂时，带压的粘接剂会挤压底部的弹性层431，使得弹性层431中部形变并挤压底部的弹性件433向下移动。在粘接剂溢出过程中，弹性件433受到的来自粘接剂的压力减小，从而会反弹推动弹性层431向上移动，于是粘接剂会在弹性层431的推移下始终处于充盈的状态，进而实现充分的溢出，减少粘接剂的浪费。 [0054] 本发明的具体实施方式中，凸型件31的凸起部的侧面上设置有至少一个测距传感器36。本实施例中，测距传感器为激光测距传感器。 [0055] 本实施例中，凹型件32的凹槽底部面积小于开口面积，凹槽侧壁为弧形过渡面或直线过渡面，凸型件31与凹型件32发生相对位移时，测距传感器36能够实时反馈测距传感器36与凹型件32凹槽侧壁之间的距离值。该距离数值能够通过通讯模块6传递至后台数据库，并能够在显示屏幕上形成距离数据的线形图。当凸型件31和凹型件32保持接触时，测距传感器36单位时间内发射到凹槽内壁上的点的位置保持不变，其距离线形图也维持一条直线。当伸缩缝出现裂缝时，则凸型件31和凹型件32之间会脱离接触状态，此时凸型件31上的测距传感器36发射到凹槽侧壁上的点也会在相对于凹型件32发生相对位移，而距离线形图也会从直线状态变成曲线状态，从而能够直观显示出伸缩缝的裂缝出现以及变化。另外再结合压力传感器35反馈的异常则说明凸型件31和凹型件32之间必然发生脱离。当只有压力传感器检测的话，当监测到压力减小时，未必是处于脱离状态。双重监测数据保证了检测结果的准确性，且每个监测点均有对应的距离线形图，检修人员能够快速的确定需要检修的位置，提升检修的效率。 [0056] 本发明的具体实施方式中，如图5所示，该监测装置还包括：供电模块7、定位模块8和警示灯9。其中，供电模块7电路连接控制模块5，用于为监测装置提供电能。 [0058] 定位模块8电路连接控制模块5，用于定位监测位置。本实施例中，定位模块8可以是GPS或北斗定位组件。 [0059] 警示灯9设置在控制箱外部，且电路连接控制模块5，用于发出警示灯光信号。当控制模块5通过压力传感器35以及测距传感器36的数据判断伸缩缝出现裂缝后，控制警示灯9亮起，对检修人员进行警示提醒。一般的，警示灯9的颜色为红色或黄色。 [0060] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的防护范围之内。 |
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