[發(fā)明專利]用于強夯作業(yè)過程監(jiān)測的傳感型定滑輪測試系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710542764.7
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107202611B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣紅光;姚占勇;劉勝杰;張吉哲;周沖;張碩
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學;山東高速集團有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;E02D3/046
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了用于強夯作業(yè)過程監(jiān)測的傳感型定滑輪測試系統(tǒng)及其方法，系統(tǒng)包括環(huán)碼定滑輪和邏輯控制器，環(huán)碼定滑輪的側(cè)壁有一圈環(huán)形的條碼，掃碼器掃描條碼，讀取到環(huán)碼定滑輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)和任意兩個條碼位置之間的角度，精確到0.5°；環(huán)碼定滑輪的軸為配套的軸銷式測力傳感器，通過螺栓固定在支撐臂上,實時測量環(huán)碼定滑輪輪軸所受壓力；邏輯控制器接收并處理來自軸銷式測力傳感器、和掃碼器的實時數(shù)據(jù)，進而計算并輸出給顯示器落距、錘重、夯擊能，不滿足要求時報警器報警，以實時監(jiān)測強夯施工質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于強夯作業(yè)過程監(jiān)測的傳感型定滑輪測試系統(tǒng)及其方法，尤其是適用于強夯作業(yè)過程中夯錘自重、落距以及夯擊次數(shù)的監(jiān)測。

背景技術(shù)

強夯法是通過將直徑為1-3米的重錘(8-40噸)起吊至一定高度(6-30米)后，使其自由下落，利用重錘下落的沖擊能對土體進行動力夯實，以提高其壓實度和強度、降低其壓縮性的一種土體加固方法。強夯法因其使用設(shè)備簡單、施工操作方便、適用土質(zhì)范圍廣、施工速度快、施工費用低等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于路基、地基的加固處理中。

土體強夯作用的加固效果主要由夯擊能和夯擊次數(shù)決定，止夯標準是最后兩擊的夯沉量平均值不超過5cm。夯擊能是夯錘自重和其落距的乘積，一般情況下，夯錘越重、落距越大，土體的夯沉量也就越大，加固效果越好。但是在大范圍的現(xiàn)場施工過程中，因其夯錘落距、夯點位置全憑施工人員肉眼控制，監(jiān)管不嚴的情況下有可能出現(xiàn)因夯錘錘重過輕和落距不足導(dǎo)致夯擊能達不到設(shè)計標準，甚至因夯擊次數(shù)不夠等施工質(zhì)量問題，最終導(dǎo)致強夯施工質(zhì)量達不到設(shè)計標準，從而產(chǎn)生工程質(zhì)量缺陷。經(jīng)調(diào)研，夯錘落距的測試多由紅外/激光測距儀或記錄滑輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)得到。徐軍庫等(申請?zhí)枺?01510593581.9)所述的一種激光測距儀安裝于強夯機吊臂頂部，通過測試距離夯錘的距離獲得落距，但現(xiàn)場實際測試時，激光測距儀會因強夯機械的振動而產(chǎn)生晃動，導(dǎo)致實測的落距不穩(wěn)定并出現(xiàn)偏差。魏群等(申請?zhí)枺?01320628514.2)所述的將編碼器固定在卷揚裝置的轉(zhuǎn)動部件上，根據(jù)所接收到的編碼器脈沖次數(shù)計算轉(zhuǎn)動圈數(shù)和落距；唐科等(申請?zhí)?01620123554.5)所述的在滑輪邊緣均布8個磁鐵，通過傳感器接收磁鐵信號來計算滑輪圈數(shù)和落距。但是在實際實施時，由于強夯機械轉(zhuǎn)動滑輪與外側(cè)防護殼的間隙很小，很難將上述的編碼器或磁鐵安裝在滑輪外側(cè)；更重要的是，考慮到強夯的止夯標準僅為5cm，如果只依據(jù)記錄滑輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)，會導(dǎo)致因滑輪轉(zhuǎn)動不足一圈時不計入圈數(shù)而產(chǎn)生測試誤差，例如以直徑為10cm的小滑輪計算，轉(zhuǎn)動一圈的落距為3.14×10cm＝31.4cm，但未轉(zhuǎn)動不足一圈時引起的測量誤差有可能達到30cm，引起止夯誤判。因此，除了記錄滑輪的轉(zhuǎn)動圈數(shù)外，還需要準確獲知不足一圈時滑輪轉(zhuǎn)動的角度。對于夯錘自重的測試，魏群等人(申請?zhí)枺?01320628514.2)通過壓力傳感器測試馬達上升腔體的壓力，該方法僅是為了獲得夯錘被起吊和落下的準確時間，并非是測試夯錘的真實重量。唐科等人(申請?zhí)?01620123554.5)提出采用旁壓傳感器測試夯錘自重，但實際操作時安裝較為困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種用于強夯作業(yè)過程監(jiān)測的傳感型定滑輪測試系統(tǒng)及其方法，能夠?qū)崟r監(jiān)控并記錄每次夯擊的落距、實時監(jiān)控并記錄錘重、計算夯擊能和實時監(jiān)控并記錄每一擊的夯沉量及總夯沉量，解決強夯現(xiàn)場施工質(zhì)量不易控制的問題，保證工程質(zhì)量。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于強夯作業(yè)過程監(jiān)測的傳感型定滑輪測試系統(tǒng)，包括環(huán)碼定滑輪和邏輯控制器，所述環(huán)碼定滑輪的側(cè)壁有一圈環(huán)形的條碼，所述環(huán)碼定滑輪的中心軸為配套的軸銷式測力傳感器，通過螺栓固定在支撐臂上,實時測量環(huán)碼定滑輪輪軸所受壓力；

所述邏輯控制器接收來自軸銷式測力傳感器和掃碼器的實時數(shù)據(jù)。

進一步的，所述環(huán)碼定滑輪側(cè)壁有一圈環(huán)形的條碼，通過掃碼器掃描讀取到定滑輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)和任意兩個條碼位置之間的角度。