一種鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)自動(dòng)激勵(lì)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橋梁工程技術(shù)裝備領(lǐng)域，涉及一種便于進(jìn)行橋梁下部結(jié)構(gòu)沖擊振動(dòng)試驗(yàn)和健康狀態(tài)監(jiān)測的鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)自動(dòng)激勵(lì)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊振動(dòng)試驗(yàn)法是近年來發(fā)展起來的一種評(píng)估橋梁下部結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的新方法，其基本原理是用手動(dòng)操作重錘橫向沖擊橋墩側(cè)面，不測量力大小，僅測試其速度或者加速度動(dòng)力響應(yīng)，然后利用動(dòng)力響應(yīng)頻譜來判斷橋墩是否存在病害。
[0003]對于鐵路橋梁，重錘一般懸掛在橋梁下人梯橫桿或者護(hù)欄上。沖擊振動(dòng)試驗(yàn)用的重錘完全由人工手動(dòng)操作，效率低、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，每次沖擊時(shí)激勵(lì)力的大小和頻率均不相同，造成橋墩動(dòng)力響應(yīng)也不相同，因而不能直接利用動(dòng)力響應(yīng)，而是利用動(dòng)力響應(yīng)頻譜來對橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估和損傷診斷。本發(fā)明的目的是建立一種橋梁下部結(jié)構(gòu)沖擊振動(dòng)試驗(yàn)專用的自動(dòng)激勵(lì)裝置，可機(jī)械化提升、下降沖擊總成，通過氣泵提供動(dòng)力，并可控制激勵(lì)力的大小和頻率，直接利用確定性激勵(lì)作用下的動(dòng)力響應(yīng)對橋梁下部結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)的沖擊振動(dòng)試驗(yàn)采用人工操作、耗費(fèi)體力大、效率低，每次沖擊試驗(yàn)激勵(lì)力大小和持續(xù)時(shí)間均不相同，沖擊力頻率不能準(zhǔn)確控制，因而不能直接通過對比每次沖擊響應(yīng)的方法對橋墩進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的問題，本發(fā)明提供一種使用方便、效率高、可控制激勵(lì)力大小和頻率的鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)自動(dòng)激勵(lì)裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)自動(dòng)激勵(lì)裝置，包括一固定在橋墩頂部墊石上的固定裝置，固定裝置一端固定在橋墩頂部，一端伸出橋墩頂部外側(cè)，固定裝置位于橋墩頂部外側(cè)的部分安裝有一調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置下部安裝有沖擊總成；其中，
[0007]固定裝置包括主固定支架3，主固定支架3的一端通過緊固件6固定在橋墩頂部墊石2上，一端伸出橋墩頂部外側(cè)，伸出橋墩頂部一側(cè)安裝有若干支撐橫桿7 ;
[0008]調(diào)節(jié)裝置包括安裝在支撐橫桿7上的四個(gè)掛鉤5，以及一升降活動(dòng)支架4，掛鉤5的底端安裝有沖擊總成9，升降活動(dòng)支架4用于調(diào)節(jié)沖擊總成9距橋墩的距離，升降活動(dòng)支架4上安裝有支撐橫桿7，升降活動(dòng)支架4上設(shè)有一滑輪組8，拉繩11通過升降滑輪組8實(shí)現(xiàn)對沖擊總成9的提升和下降；掛鉤5懸掛于支撐橫桿7上，用于固定沖擊總成9并可調(diào)節(jié)其上下高度；
[0009]沖擊總成包括總成后底板14、氣缸15、氣缸固定板16、沖擊配重塊17、導(dǎo)向滑塊18、沖擊頭19、總成前底板20、導(dǎo)向支撐桿21、氣缸固定桿22、快速返程導(dǎo)氣接頭23和快速主推力接頭24 ;其中，總成后底板14和總成前底板20通過導(dǎo)向支撐桿21連接，氣缸15通過氣缸固定桿22固定于總成后底板14和氣缸固定板16之間，氣缸15前后兩端分別設(shè)有快速返程導(dǎo)氣接頭23和快速主推力接頭24，氣缸前端為可根據(jù)所需的沖擊力大小確定數(shù)目的沖擊配重塊17，導(dǎo)向滑塊18與導(dǎo)向支撐桿21連接并可沿導(dǎo)向支撐桿21縱向滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對沖擊配重塊17起導(dǎo)向作用，沖擊頭19頂端為牛筋聚酯材料，用于在橋墩承受反復(fù)沖擊時(shí)保護(hù)橋墩表面；總成前底板20開設(shè)有限制沖擊頭19的沖擊范圍的導(dǎo)向孔；
[0010]還包括一電控箱12用于控制氣泵13，為沖擊總成9提供動(dòng)力。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:通過該裝置可以方便對橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)沖擊力大小和頻率的準(zhǔn)確控制，節(jié)省人力，提高效率。
【附圖說明】
[0012]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中:
[0013]圖1為本發(fā)明鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)自動(dòng)激勵(lì)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為圖1中沖擊總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合圖1和圖2對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。本發(fā)明的鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)自動(dòng)激勵(lì)裝置包括主固定支架3、升降活動(dòng)支架4、掛鉤5、主支架緊固件6、支撐橫桿7、升降滑輪8、沖擊總成9、導(dǎo)氣管10、拉繩11、電控箱12和氣泵13。其中主固定支架3，試驗(yàn)時(shí)放置在墩頂支撐墊石2處，主固定支架3可通過螺孔調(diào)節(jié)長度和寬度以適應(yīng)支撐墊石2的實(shí)際尺寸，主固定支架緊固件6通過螺栓孔將主固定支架3和支撐墊石2緊固；升降活動(dòng)支架4主要用于調(diào)節(jié)沖擊總成9距橋墩的距離，它通過螺栓與主固定支架3連接。升降活動(dòng)支架4通過支撐橫桿7組裝成一整體，升降活動(dòng)支架4上設(shè)有一滑輪組8，拉繩11通過升降滑輪組8實(shí)現(xiàn)對沖擊總成9的提升和下降。掛鉤5共四根，懸掛于支撐橫桿7上，用于固定沖擊總成9并可調(diào)節(jié)其上下高度。電控箱12是控制裝置，其上的控制開關(guān)用于接通氣泵13為沖擊總成9提供動(dòng)力。
[0016]沖擊總成包括總成后底板14、氣缸15、氣缸固定板16、沖擊配重塊17、導(dǎo)向滑塊18、沖擊頭19、總成前底板20、導(dǎo)向支撐桿21、氣缸固定桿22、快速返程導(dǎo)氣接頭23和快速主推力接頭24。其中總成后底板14和總成前底板20通過導(dǎo)向支撐桿21連接，氣缸15通過氣缸固定桿22固定于總成后底板14和氣缸固定板16之間，氣缸15前后兩端分別設(shè)有快速返程導(dǎo)氣接頭23和快速主推力接頭24，氣缸前端為沖擊配重塊17，可根據(jù)所需的沖擊力大小確定其數(shù)目。導(dǎo)向滑塊18與導(dǎo)向支撐桿21連接并可沿其縱向滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對沖擊配重塊17起導(dǎo)向作用，沖擊頭19頂端為牛筋特殊聚酯材料，用于在橋墩承受反復(fù)沖擊時(shí)保護(hù)橋墩表面?？偝汕暗装?0可限制沖擊頭19的沖擊范圍。
[0017]本實(shí)施例的具體工作過程敘述如下:
[0018]試驗(yàn)時(shí)，先將部分獨(dú)立的構(gòu)件吊到橋梁的橋墩頂部，然后按照如下步驟進(jìn)行操作裝置組裝和沖擊操作:
[0019]步驟I)將主固定支架3固定在橋墩I墩頂，用主支架緊固件6將主固定支架3與支撐墊石2緊固；
[0020]步驟2)根據(jù)現(xiàn)場情況將升降活動(dòng)支架4與主固定支架3連接至恰當(dāng)位置，并用支撐橫桿7將其固定；
[0021 ] 步驟3)將升降掛鉤支架5連接到支撐橫桿7，并用螺栓緊固，為后續(xù)起吊沖擊總成等設(shè)備做好準(zhǔn)備工作；
[0022]步驟4)將導(dǎo)氣管10的一端與沖擊總成7連接好后，根據(jù)所需的沖擊力大小配置質(zhì)量塊，將沖擊總成9放至主升降活動(dòng)支架4正下方地面處；
[0023]步驟5)用拉繩11通過升降滑輪8將沖擊總成9提升至試驗(yàn)位置處，并用螺栓將沖擊總成固定至升降掛鉤支架5 ;
[0024]步驟6)將電控箱12與氣泵13放置在地勢較平坦且方便操作處，將導(dǎo)氣管10的另一端與電控箱12相連，電控箱12與氣泵13相連；
[0025]步驟7)打開電控箱12的操作開關(guān)，氣泵13通過電控箱12向沖擊總成9提供動(dòng)力，沖擊總成9即對橋墩進(jìn)行沖擊，若需改變沖擊力大小只需改變沖擊總成9的質(zhì)量塊數(shù)目?？梢酝ㄟ^程序控制沖擊力的頻率。
[0026]用該裝置對鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊振動(dòng)試驗(yàn)可避免人工操作重錘時(shí)沖擊力大小和頻率的不確定性，實(shí)現(xiàn)用固定幅值和固定頻率的力對橋墩進(jìn)行沖擊，從而實(shí)現(xiàn)用動(dòng)力響應(yīng)對橋梁下部結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
[0027]如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果，可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)自動(dòng)激勵(lì)裝置，其特征在于，包括一固定在橋墩頂部墊石上的固定裝置，固定裝置一端固定在橋墩頂部，一端伸出橋墩頂部外側(cè)，固定裝置位于橋墩頂部外側(cè)的部分安裝有一調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置下部安裝有沖擊總成；其中，固定裝置包括主固定支架(3)，主固定支架(3)的一端通過緊固件(6)固定在橋墩頂部墊石(2)上，一端伸出橋墩頂部外側(cè)，伸出橋墩頂部一側(cè)安裝有若干支撐橫桿(7); 調(diào)節(jié)裝置包括安裝在支撐橫桿(7)上的四個(gè)掛鉤(5)，以及一升降活動(dòng)支架(4)，掛鉤(5)的底端安裝有沖擊總成(9)，升降活動(dòng)支架(4)用于調(diào)節(jié)沖擊總成(9)距橋墩的距離，升降活動(dòng)支架(4)上安裝有支撐橫桿(7)，升降活動(dòng)支架(4)上設(shè)有一滑輪組(8)，拉繩(11)通過升降滑輪組(8)實(shí)現(xiàn)對沖擊總成(9)的提升和下降；掛鉤(5)懸掛于支撐橫桿(7)上，用于固定沖擊總成(9)并可調(diào)節(jié)其上下高度； 沖擊總成包括總成后底板(14)、氣缸(15)、氣缸固定板(16)、沖擊配重塊(17)、導(dǎo)向滑塊(18)、沖擊頭(19)、總成前底板(20)、導(dǎo)向支撐桿(21)、氣缸固定桿(22)、快速返程導(dǎo)氣接頭(23)和快速主推力接頭(24);其中，總成后底板(14)和總成前底板(20)通過導(dǎo)向支撐桿(21)連接，氣缸(15)通過氣缸固定桿(22)固定于總成后底板(14)和氣缸固定板(16)之間，氣缸(15)前后兩端分別設(shè)有快速返程導(dǎo)氣接頭(23)和快速主推力接頭(24)，氣缸前端為可根據(jù)所需的沖擊力大小確定數(shù)目的沖擊配重塊(17)，導(dǎo)向滑塊(18)與導(dǎo)向支撐桿(21)連接并可沿導(dǎo)向支撐桿(21)縱向滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對沖擊配重塊(17)起導(dǎo)向作用，沖擊頭(19)頂端為牛筋聚酯材料，用于在橋墩承受反復(fù)沖擊時(shí)保護(hù)橋墩表面；總成前底板(20)開設(shè)有限制沖擊頭(19)的沖擊范圍的導(dǎo)向孔； 還包括一電控箱(12)用于控制氣泵(13)為沖擊總成(9)提供動(dòng)力。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)自動(dòng)激勵(lì)裝置，包括使用時(shí)將其固定于橋墩頂部的墊石上的主固定支架設(shè)計(jì)，沖擊總成為懸掛式設(shè)計(jì)，可減小整個(gè)激勵(lì)裝置的振動(dòng)，沖擊頭的配重以實(shí)驗(yàn)所需的沖擊力大小自行調(diào)配。錘頭為牛筋特殊聚酯材料，可在橋墩承受反復(fù)沖擊時(shí)保護(hù)橋墩表面。氣泵用于提供所需的動(dòng)力。所述的自動(dòng)激勵(lì)裝置可調(diào)節(jié)激勵(lì)力的大小和頻率，對鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)以固定頻率、確定幅值的力進(jìn)行自動(dòng)沖擊，方便操作、效率高，可避免激勵(lì)力的不確定性和不可重復(fù)性，因而可利用本裝置對鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖擊振動(dòng)試驗(yàn)，并利用固定力作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行損傷診斷和健康狀態(tài)監(jiān)測。
【IPC分類】G01M7-02, G01M7-08
【公開號(hào)】CN104748932
【申請?zhí)枴緾N201510048161
【發(fā)明人】戰(zhàn)家旺, 張楠, 夏禾, 夏超逸, 杜憲亭, 強(qiáng)偉亮, 李明, 王冬冬
【申請人】中國鐵路總公司, 北京交通大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月29日