[实用新型]适用于中小桥梁快速安全诊断的一体化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木与交通工程的中小桥梁动力测试与安全评估领域。可对桥梁进行快速冲击振动测试，达到中小桥梁承载能力评估和安全诊断的目的。

背景技术

我国国家公路网上中小桥梁数目巨大，如何保证它们的健康安全避免桥梁坍塌事故的发生已经成为一项迫切需要的科学问题。结构承载能力为结构安全的重要指标。卡车静载试验为桥梁工程人员广泛接受的现场测试方法，它通过对所测试桥梁进行静力加载并观测相应的桥梁变形等指标来完成桥梁承载能力的有效评估。我国交通部《公路旧桥承载能力鉴定方法》对卡车静载试验方法进行了详细的规定和说明。美国高速公路桥梁状态评估手册(AASHTO)对卡车静载试验也作了类似的说明。卡车静载试验结果可靠，且为规范规定的方法，因而在国内外中小桥梁的承载能力评估中得到广泛应用。但其缺点是试验费用昂贵、费时费力，导致试验时关闭桥梁通车时间长，影响交通，为桥梁管理人员最不乐见。

我国中小桥梁为数众多，其中很大部分年久失修存在安全隐患，但却面临管养资金和人力非常有限的困窘。因此无法广泛使用上述的费用昂贵效率低下的卡车静载试验来进行安全评估。上述现状及实际工程中存在的对广大中小桥梁进行安全评估的迫切性呼唤新的快速测试评估方法和装置的出现，以实现方便快捷的广大中小桥梁的快速测试和安全普查。

发明内容

针对背景技术部分介绍的中小桥梁健康诊断的重大工程需求和存在的管养资金缺乏等问题，本实用新型公开了一种中小桥梁快速测试一体化装置与安全评价系统，其能够对中小桥进行方便快捷的移动式冲击振动测试，并能够得出和传统的费力费时的卡车静载试验方法类似的桥梁承载能力和安全性能评估结果。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种适用于中小桥梁快速安全诊断的一体化装置，包括：移动检测车、冲击激励装置以及数据采集装置，在所述的移动检测车地盘下端有可伸出的悬臂系统；所述的冲击激励装置包括加载支架以及设置在加载支架上的加载锤；所述的数据采集装置包括安装在所述加载锤的下端面用于测量冲击桥梁路面形成的力的时程数据的测力传感器和位于所述悬臂系统末端的用于测量桥梁加速度反应的加速度计传感器。

所述的悬臂系统包括水平驱动气缸和竖直驱动气缸，所述的加速度计传感器位于所述水平驱动气缸的输出末端上。

本实用新型所述的技术方案的有益效果是：

本实用新型中的一体化装置采用移动式测量手段，对中小桥梁进行移动式的方面快捷的冲击振动测试，测试前无需布置传感器，无需安放采集系统，真正做到低成本高效率的中小桥梁快速测试。其实用性强，而且具有方便快捷、费用低、准确率高的特点，因此有望推广应用于我国数目巨大但管养经费有限的中小桥梁。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2本实用新型装置在桥梁上具体实施的示意图；

图3实施例中观测到的某次冲击力时程图；

图4实施例中观测到的某点加速度响应时程图；

图5实施例中识别的前四阶阵型图，其中a为一阶，b为二阶，c为三阶，d为四阶；

图6实施例中简支梁桥某跨位移预测结果示意图。

具体实施方式

下面结合图1，对本实用新型的具体实施方式作详细说明：

本实用新型装置包括移动检测车1、一体化控制器2、数据分析系统3、传感器布置和测量系统4，冲击激励装置5和加速度计6，通过一体化控制器有机协调各部件的功能形成为一个适用于中小桥梁快速测试的自动化系统。其主体为一个可移动的检测车1(图1所示)，能够自由移动至桥面测试区域。检测车底盘下方布置与自动伸缩悬臂系统连接的可沿竖直和水平方向自由移动并引导数据采集装置的加速度计至桥面测量点，其中水平方向和竖向方向的移动通过水平驱动气缸和竖直驱动气缸完成，然后紧压其至桥面以完成桥梁加速度反应的有效测量。检测车内的冲击激励装置5可产生冲击力激振桥梁进行冲击振动测试，并同时记录冲击力时程，记为u，和桥梁加速度反应时程，记为y。在激振和测量结束后的短时间内可通过数据分析系统3即数据处理装置来完所记录数据的整理和分析，全自动化得出结构的承载能力评估结果。