混凝土路面接縫傳載能力測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于公路無損檢測領域，具體涉及一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，目的是提供一種測量精度較高的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置。其特征在于：它還包括壓簧上限位板（2）、支架壓簧（3）、剛性梁支架組件（4）、錐形座（5）和彎沉傳感器組（6）。本發(fā)明將剛性梁支架與落錘式彎沉儀主體通過支架壓簧連接在一起，并采用出錐形脫開結構，保證了運輸及測量過程中該裝置不與彎沉儀主體脫離；同時采用彎沉傳感器外懸掛結構，同樣采取柔性連接結構，減小了在測量過程中彎沉傳感器所受的干擾，提高了彎沉測量精度：利用落錘式彎沉儀檢測混凝土路面接縫傳載能力，提供了判別精度與效率，避免了人工判別誤差。
【專利說明】混凝土路面接縫傳載能力測量裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于公路無損檢測領域，具體涉及一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置。
【背景技術】
[0002]水泥混凝土路面在施工過程中需要設置接縫，來減小路面因變形受到約束而產(chǎn)生的內(nèi)應力，但接縫是路面結構的薄弱部位，會影響行車的穩(wěn)定性，所以接縫的合理設計和施工是非常關鍵的一步，需要對接縫傳載能力進行測量，減少由于接縫設計和施工不當所造成的路面過早毀壞起著至關重要的作用。
[0003]現(xiàn)有技術中通過貝克曼梁法來完成混凝土路面接縫傳荷能力的評價。貝克曼梁法進行路面彎沉測量的基本原理是杠桿原理，即利用載重汽車對路面加載，通過百分表測得路面回彈變形。通過貝克曼梁對接縫處周邊路面具有一定距離的幾個點同時進行彎沉測量，再通過一定公式推導出接縫傳荷系數(shù)，采用該系數(shù)評價混凝土路面的接縫傳荷能力。由于貝克曼梁進行彎沉測量時主要依賴人工操作進行，并且需要在測量過程中搬運貝克曼梁，需要一定人力，效率不高，而且采用人工讀數(shù)，主觀性較大，測量精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種測量精度較高的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，包括落錘式彎沉儀主體，它還包括壓簧上限位板、支架壓簧、剛性梁支架組件、錐形座和彎沉傳感器組；壓簧上限位板為頂部帶有端蓋的金屬制圓柱，壓簧上限位板的頂部一側安裝在落錘式彎沉儀主體外側；剛性梁支架組件用于安裝彎沉傳感器組；支架壓簧安裝在壓簧上限位板和梁支架組件4上端面；錐形座安裝在落錘式彎沉儀主體的底盤上端面上，用于支撐剛性梁支架組件。
[0007]如上所述的剛性梁支架組件包括錐形塊、支架連接板、壓簧下限位板和剛性梁支架；剛性梁支架為金屬制長方體，支架連接板為金屬制板狀，3組共6個剛性梁支架通過4個固定連接成正方形的支架連接板連接，形成“T”字型；壓簧下限位板為金屬制圓柱狀，2個壓簧下限位板分別固定安裝在與“T”字型剛性梁支架結構豎直方向的剛性梁支架相平行的兩個支架連接板上端面的幾何中心處；錐形塊為金屬制圓錐形，它通過螺釘固定在剛性梁支架的底面。
[0008]如上所述的支架壓簧為金屬制彈簧，它的上部套裝在壓簧上限位板下部外側，下部套裝在剛性梁支架組件的壓簧下限位板上部外側；剛性梁支架組件的4個錐形塊落于落錘式彎沉儀主體底座上的4個錐形座內(nèi)，同時通過2個支架壓簧與落錘式彎沉儀主體上的2個壓簧上限位板柔性連接。
[0009]如上錐形座為中部開有與錐形塊相匹配的錐形孔的金屬制圓柱，錐形座中部圓錐孔的最小橫截面小于錐形塊的最小橫截面；錐形座安裝在落錘式彎沉儀主體的底盤上端面上；錐形塊下部伸入錐形座中部，與錐形座的錐形孔相接觸。
[0010]如上所述的彎沉傳感器組掛裝在剛性梁支架組件上，六個彎沉傳感器組分別掛在剛性梁支架結構“T”字型結構的三個邊上。
[0011]如上所述的彎沉傳感器組包括導向橡膠、U字蓋、傳感器外架、導向桿、傳感器內(nèi)架、傳感器、傳感器掛簧、磁鐵、傳感器過渡盤和錐形臺；其中，傳感器外架為金屬制框架結構，U字蓋為金屬制U型結構，傳感器外架底部開有錐形孔，頂端與U字蓋固定連接；導向桿為金屬制桿狀，導向桿的頂部固定安裝在傳感器外架與U字蓋的頂部中心處；傳感器內(nèi)架為金屬制框架結構，傳感器內(nèi)架與導向桿底部連接，導向桿還通過傳感器過渡盤與錐形臺連接；傳感器過渡盤為金屬制圓盤狀，傳感器過渡盤的頂部連接傳感器內(nèi)架，底部連接錐形臺；錐形臺為金屬制錐形，錐形臺的頂部與傳感器過渡盤底部連接，并落于傳感器外架底部的錐形孔中；傳感器為地震檢波器，傳感器與磁鐵固定在一起，并通過磁鐵的磁力與傳感器過渡盤連接在一起；磁鐵為圓環(huán)磁鐵，傳感器掛簧為拉簧，傳感器拉簧將傳感器外架與傳感器內(nèi)架柔性連接在一起。
[0012]如上所述的磁鐵的厚度為5mm,內(nèi)外環(huán)尺寸分別為Φ6.5ι?πι、Φ25ι?πι,材料為銣鐵硼。
[0013]如上所述的傳感器掛簧材料直徑為0.8mm,中徑為12mm。
[0014]如上所述的兩個傳感器掛簧將傳感器外架與傳感器內(nèi)架柔性連接在一起，傳感器掛簧在初始狀態(tài)有拉伸量l(T30mm。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明將剛性梁支架與落錘式彎沉儀主體通過支架壓簧連接在一起，并采用出錐形脫開結構，保證了運輸及測量過程中該裝置不與彎沉儀主體脫離；同時采用彎沉傳感器外懸掛結構，同樣采取柔性連接結構，減小了在測量過程中彎沉傳感器所受的干擾，提高了彎沉測量精度:利用落錘式彎沉儀檢測混凝土路面接縫傳載能力，提供了判別精度與效率，避免了人工判別誤差；采用了三個方向的測量支架，可以適應混凝土路面的各種接縫情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置的結構示意圖；
[0018]圖2是圖1中的剛性梁支架組件的結構示意圖的俯視圖；
[0019]圖3是圖1中的剛性梁支架組件的結構示意圖的側視圖；
[0020]圖4是圖1中彎沉傳感器組的結構示意圖；
[0021]圖5是圖1中錐形塊、錐形座配合結構示意圖；
[0022]圖6是本發(fā)明的一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置的測量狀態(tài)圖；
[0023]圖7是本發(fā)明的一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置的測量狀態(tài)的俯視圖；
[0024]圖中:1.落錘式彎沉儀主體，2.壓簧上限位，3.支架壓簧，4.剛性梁支架組件，
5.錐形座，6.彎沉傳感器組件，7.錐形塊，8.支架連接板，9.壓簧下限位，10.剛性梁支架，
11.導向橡膠，12.U字蓋，13.傳感器外架，14.導向桿，15.傳感器內(nèi)架，16.傳感器，17.傳感器掛簧，18.磁鐵，19.傳感器過渡盤，20.錐形臺。
【具體實施方式】[0025]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置進行介紹:
[0026]如圖1所示，一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，包括落錘式彎沉儀主體1、壓簧上限位板2、支架壓簧3、剛性梁支架組件4、錐形座5和彎沉傳感器組6。
[0027]落錘式彎沉儀主體I為一種現(xiàn)有的路面檢測設備，本發(fā)明裝置安裝于該設備上。壓簧上限位2為頂部帶有端蓋的金屬制圓柱狀，它的頂部一側安裝在落錘式彎沉儀主體I外側。在本實施例中，壓簧上限位2為2個，它們對稱安裝在落錘式彎沉儀主體I兩側。
[0028]剛性梁支架組件4包括錐形塊7、支架連接板8、壓簧下限位板9和剛性梁支架10。如圖2、3所示，剛性梁支架10為金屬制長方體，支架連接板8為金屬制板狀，3組共6個剛性梁支架10通過4個固定連接成正方形的支架連接板8連接，形成“T”字型。壓簧下限位板9為金屬制圓柱狀，共有2個，它們分別固定安裝在與“T”字型剛性梁支架結構豎直方向的剛性梁支架10相平行的兩個支架連接板8上端面的幾何中心處。錐形塊7為金屬制圓錐形，它通過螺釘固定在剛性梁支架10的底面。
[0029]支架壓簧3為金屬制彈簧，它的上部套裝在壓簧上限位板2下部外側，下部套裝在剛性梁支架組件4的壓簧下限位板9上部外側。剛性梁支架組件的4個錐形塊7落于落錘式彎沉儀主體底座上的4個錐形座內(nèi)，同時通過2個支架壓簧3與落錘式彎沉儀主體上的2個壓簧上限位板2柔性連接。支架壓簧3在初始狀態(tài)有壓縮量(l(T20mm)。
[0030]錐形座5為中部開有與錐形塊7相匹配的錐形孔的金屬制圓柱，錐形座5中部圓錐孔的最小橫截面小于錐形塊7的最小橫截面。如圖5所示，錐形塊7下部伸入錐形座5中部，與錐形座5的錐形孔相接觸。錐形座5安裝在落錘式彎沉儀主體I的底盤上端面上。
[0031]如圖4所示，彎沉傳感器組6掛裝在剛性梁支架組件4上，六個彎沉傳感器組6分別掛在剛性梁支架結構“T”字型結構的三個邊上。它包括導向橡膠11、U字蓋12、傳感器外架13、導向桿14、傳感器內(nèi)架15、傳感器16、傳感器掛簧17、磁鐵18、傳感器過渡盤19和錐形臺20。其中，傳感器外架13為金屬制框架結構，U字蓋12為金屬制U型結構，傳感器外架13底部開有錐形孔，頂端與U字蓋12通過螺釘固定連接。導向桿14為金屬制桿狀，它的頂部固定安裝在傳感器外架13與U字蓋12的頂部中心處。傳感器內(nèi)架15為金屬制框架結構，它通過螺釘與導向桿14底部連接，它還通過傳感器過渡盤19與錐形臺20連接。傳感器過渡盤19為金屬制圓盤狀，它的頂部連接傳感器內(nèi)架15，底部連接錐形臺20。錐形臺20為金屬制錐形，它的頂部與傳感器過渡盤19底部螺紋連接，并落于傳感器外架13底部的錐形孔中。傳感器16為現(xiàn)有的地震檢波器，用于檢測路面彎沉值，它與磁鐵18通過螺釘固定在一起，并通過磁鐵18的磁力與傳感器過渡盤19連接在一起。磁鐵18為圓環(huán)磁鐵，厚度為5mm,內(nèi)外環(huán)尺寸分別為Φ6.5mm> Φ 25mm,材料為銣鐵硼。傳感器掛簧17為拉簧,材料直徑為0.8mm,中徑為12_。它將傳感器外架13與傳感器內(nèi)架15柔性連接在一起；在本實施例中，兩個傳感器掛簧17將傳感器外架13與傳感器內(nèi)架15柔性連接在一起，傳感器掛簧17在初始狀態(tài)有拉伸量(l(T30mm)。
[0032]工作時，混凝土路面接縫傳載能力測量裝置安裝在落錘式彎沉儀的底盤上，在運輸過程及測量之前，剛性梁支架組件4在支架壓簧3的預緊力作用下通過組件上的錐形塊7定位于落錘式彎沉儀底盤上的錐形座5中。如圖4所示；彎沉傳感器組6底部平面略低于落錘式彎沉儀底盤底部一定距離(l(Tl5mm)，如圖1所示；彎沉傳感器組6懸掛在剛性梁支架組件4的懸臂梁上，并通過螺釘與其夾緊。如圖6、7所示，測量時，落錘式彎沉儀底盤下降到路面，使剛性梁支架10上懸掛的相鄰兩個彎沉傳感器組6位于路面接縫22的兩側。落錘式彎沉儀底盤接觸地面，彎沉傳感器組6內(nèi)的傳感器外架13底面也隨后接觸地面，并帶動剛性梁支架組件4向上移動，使支架壓簧3的壓縮量加大，錐形塊7與錐形座5脫離，同時彎沉傳感器組6內(nèi)的錐形臺20底端接觸地面，并將傳感器內(nèi)架15頂起一定距離，此處為20mm。落錘式彎沉儀進行測量，如圖3右圖所示，此時，傳感器內(nèi)架15與傳感器外架13之間懸掛兩根傳感器掛簧17，無其他接觸面，因此，測量時傳感器外架13的滑動和振動由傳感器掛簧17衰減，無法傳遞給傳感器16，從而隔離其對測量結果的影響，提高了彎沉測量的精度。結束測量后，落錘式彎沉儀底盤提起，在支架壓簧3的作用下，錐形塊7重新定位到錐形座5中，同時傳感器內(nèi)架15在傳感器掛簧17的作用下與傳感器外架13貼合,恢復到初始狀態(tài)，以便下次測量。傳感器16測量的數(shù)據(jù)通過外接的電腦進行采集，以備后期處理。
[0033]本發(fā)明將剛性梁支架與落錘式彎沉儀主體通過支架壓簧連接在一起，并采用出錐形脫開結構，保證了運輸及測量過程中該裝置不與彎沉儀主體脫離；同時采用彎沉傳感器外懸掛結構，同樣采取柔性連接結構，減小了在測量過程中彎沉傳感器所受的干擾，提高了彎沉測量精度:利用落錘式彎沉儀檢測混凝土路面接縫傳載能力，提供了判別精度與效率，避免了人工判別誤差；采用了三個方向的測量支架，可以適應混凝土路面的各種接縫情況。
【權利要求】
1.一種混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，包括落錘式彎沉儀主體(1)，其特征在于:它還包括壓簧上限位板(2)、支架壓簧(3)、剛性梁支架組件(4)、錐形座(5)和彎沉傳感器組(6);壓簧上限位板(2)為頂部帶有端蓋的金屬制圓柱，壓簧上限位板(2)的頂部一側安裝在落錘式彎沉儀主體(1)外側；剛性梁支架組件(4)用于安裝彎沉傳感器組(6);支架壓簧(3 )安裝在壓簧上限位板(2 )和梁支架組件4上端面；錐形座(5 )安裝在落錘式彎沉儀主體(1)的底盤上端面上，用于支撐剛性梁支架組件(4 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，其特征在于:所述的剛性梁支架組件(4)包括錐形塊(7)、支架連接板(8)、壓簧下限位板(9)和剛性梁支架(10);剛性梁支架(10)為金屬制長方體，支架連接板(8)為金屬制板狀，3組共6個剛性梁支架(10)通過4個固定連接成正方形的支架連接板(8)連接，形成“T”字型；壓簧下限位板(9)為金屬制圓柱狀，2個壓簧下限位板分別固定安裝在與“T”字型剛性梁支架結構豎直方向的剛性梁支架(10)相平行的兩個支架連接板(8)上端面的幾何中心處；錐形塊(7)為金屬制圓錐形，它通過螺釘固定在剛性梁支架(10)的底面。
3.根據(jù)權利要求2所述的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，其特征在于:所述的支架壓簧(3)為金屬制彈簧，它的上部套裝在壓簧上限位板(2)下部外側，下部套裝在剛性梁支架組件(4)的壓簧下限位板(9)上部外側；剛性梁支架組件(4)的4個錐形塊(7)落于落錘式彎沉儀主體底座上的4個錐形座內(nèi)，同時通過2個支架壓簧(3)與落錘式彎沉儀主體上的2個壓簧上限位板(2)柔性連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，其特征在于:錐形座(5)為中部開有與錐形塊(7)相匹配的錐形孔的金屬制圓柱，錐形座(5)中部圓錐孔的最小橫截面小于錐形塊(7 )的最小橫截面；錐形座(5 )安裝在落錘式彎沉儀主體(1)的底盤上端面上；錐形塊(7)下部伸入錐形座(5)中部，與錐形座(5)的錐形孔相接觸。
5.根據(jù)權利要求1所述的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，其特征在于:所述的彎沉傳感器組(6)掛裝在剛性梁支架組件(4)上，六個彎沉傳感器組(6)分別掛在剛性梁支架結構“T”字型結構的三個邊上。
6.根據(jù)權利要求1所述的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，其特征在于:所述的彎沉傳感器組(6)包括導向橡膠(11)、U字蓋(12)、傳感器外架(13)、導向桿(14)、傳感器內(nèi)架(15)、傳感器(16)、傳感器掛簧(17)、磁鐵(18)、傳感器過渡盤(19)和錐形臺(20);其中，傳感器外架(13)為金屬制框架結構，U字蓋(12)為金屬制U型結構，傳感器外架(13)底部開有錐形孔，頂端與U字蓋(12)固定連接；導向桿(14)為金屬制桿狀,導向桿(14)的頂部固定安裝在傳感器外架(13)與U字蓋(12)的頂部中心處；傳感器內(nèi)架(15)為金屬制框架結構，傳感器內(nèi)架(15)與導向桿(14)底部連接，導向桿(14)還通過傳感器過渡盤(19)與錐形臺(20)連接；傳感器過渡盤(19)為金屬制圓盤狀，傳感器過渡盤(19)的頂部連接傳感器內(nèi)架(15)，底部連接錐形臺(20);錐形臺(20)為金屬制錐形，錐形臺(20)的頂部與傳感器過渡盤(19)底部連接，并落于傳感器外架(13)底部的錐形孔中；傳感器(16)為地震檢波器，傳感器(16)與磁鐵(18)固定在一起，并通過磁鐵(18)的磁力與傳感器過渡盤(19)連接在一起；磁鐵(18)為圓環(huán)磁鐵,傳感器掛簧(17)為拉簧,傳感器拉簧將傳感器外架(13)與傳感器內(nèi)架(15 )柔性連接在一起。
7.根據(jù)權利要求6所述的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，其特征在于:所述的磁鐵(18)的厚度為5mm,內(nèi)外環(huán)尺寸分別為Φ6.5mm、Φ 25mm,材料為銣鐵硼。
8.根據(jù)權利要求6所述的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，其特征在于:所述的傳感器掛簧(17)材料直徑為0.8mm,中徑為12mm。
9.根據(jù)權利要求6所述的混凝土路面接縫傳載能力測量裝置，其特征在于:所述的兩個傳感器掛簧(17)將傳感器外架(13)與傳感器內(nèi)架(15)柔性連接在一起,傳感器掛簧(17)在初始狀態(tài)有拉伸量l0-30mm。
【文檔編號】G01N33/38GK103698495SQ201210366960
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權日:2012年9月28日
【發(fā)明者】劉曉旭, 王兵, 高翌春, 梁偉偉 申請人:北京航天計量測試技術研究所, 中國運載火箭技術研究院