[發明專利]一種鋼橋面系肋間相對豎向變形速率監測裝置及方法

有效

• 申請號: 202011642428.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112813824B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 張志祥;張輝;徐亞林;羅瑞林;陳李峰;孫海東;崔磊
• 申請（專利權）人: 江蘇中路工程技術研究院有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;E01D19/12
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 劉卉

本發明涉及鋼橋面鋪裝結構健康監測技術領域，尤其涉及一種鋼橋面系肋間相對豎向變形速率監測裝置及方法，包括：直角支架，包括水平邊和豎直邊，水平邊設置在加勁肋底部，豎直邊設置在兩加勁肋中間；傾角傳感器，固定設置在水平邊，對水平邊傾角進行測量；位移傳感器，固定設置在豎直邊頂部，且遠離豎直邊的一端貼緊鋪裝層，位移傳感器對鋪裝層位移進行測量。本發明中，在每輛車經過橋面鋪裝測點位置時，直接獲取鋼橋面系肋間相對豎向變形速率，分析相應軸載、溫度、車速條件下肋間相對豎向變形速率的比值大小，可實現對鋼橋面系疲勞損傷程度的快速識別，從而對橋面鋪裝系管養支撐，提高橋面系整體結構安全和使用壽命。

技術領域

本發明涉及鋼橋面鋪裝結構健康監測技術領域，尤其涉及一種鋼橋面系肋間相對豎向變形速率監測裝置及方法。

背景技術

疲勞破壞是鋼橋面最主要的破壞類型，正交異性板結構體系剛度不足是引起橋面板出現疲勞的主要原因之一。鋼橋面鋪裝體系在車輛輪載作用下，鋼箱梁頂板加勁肋頂面會產生往復的撓曲變形，在輪載反復作用下，鋼橋面系發生疲勞損傷，局部剛度減小，肋間相對豎向變形速率將增大。

現有技術中通常采用人工檢測外觀或人工回彈強度檢測的方法來評價鋼橋面鋪裝系結構剛度衰減而產生的疲勞損傷，未考慮鋼橋面板與鋪裝的協同作用，且現有的橋梁結構監測技術中，幾乎沒有涉及鋼橋面系損傷監測的技術，無法直接得到在實橋服役條件下正交異性鋼橋面鋪裝系損傷的動態變化過程，不能及時掌握鋼橋面系損傷發展情況。

鑒于上述問題的存在，本設計人基于從事此類產品工程應用多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種鋼橋面系肋間相對豎向變形速率監測裝置及方法，使其更具有實用性。

發明內容

本發明提供了一種一種鋼橋面系肋間相對豎向變形速率監測裝置及方法，從而有效解決背景技術中的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種鋼橋面系肋間相對豎向變形速率監測裝置及方法，包括：

直角支架，所述直角支架包括水平邊和豎直邊，所述水平邊設置在加勁肋底部，所述豎直邊設置在兩加勁肋中間；

傾角傳感器，所述傾角傳感器固定設置在所述水平邊，對所述水平邊傾角進行測量；

位移傳感器，所述位移傳感器固定設置在所述豎直邊頂部，且遠離所述豎直邊的一端貼緊鋪裝層，所述位移傳感器對鋪裝層位移進行測量。

進一步地，所述水平邊固定設置有強力磁鐵，所述水平邊通過所述強力磁鐵固定于加勁肋底部。

進一步地，所述傾角傳感器分辨率不大于0.001°，量程不小于±45°；所述位移傳感器分辨率不大于0.005mm，量程不小于5mm。

進一步地，所述直角支架材質為鋁合金。

本發明還包括一種鋼橋面系肋間相對豎向變形速率監測方法，包括如下步驟：

步驟一：制作直角支架，其中水平邊長度為l，豎直邊長度為h；

步驟二：在直角支架水平邊固定傾角傳感器，在豎直邊頂端固定位移傳感器；

步驟三：將直角支架水平邊固定于加勁肋底部，同時調整豎直邊上位移傳感器，使得位移傳感器端部位于兩加勁肋中點，且貼緊鋪裝層下表面；

步驟四：測量此時豎直邊和位移傳感器在豎直方向上的總長度為h₁；

步驟五：連接線纜開始采集數據，通過位移傳感器測量得到位移變化量為h₂，通過傾角傳感器測量得到傾角變化量為θ；

步驟六：通過疊加位移變化量和傾角變化量，建立肋間相對豎向變形時程曲線方程；