[发明专利]钢筋混凝土桥梁的裂缝形态的测量装置和测量方法

说明书

本发明公开了一种混凝土桥梁的裂缝形态的测量装置和测量方法，其装置包括沿轨道和小车；小车上设有旋转台，旋转台顶板中心设有第一磁传感器；旋转台内贯通有导向槽，导向槽内滑动配合有齿条，导向槽的一个侧壁设有缺口，缺口内设有经第二电动机带动的齿轮，该齿轮与齿条相互啮合；齿条前端设有第二磁传感器和第三电动机，第三电动机的输出轴上固定有摆杆，第三电动机的输出轴上设有第二转角编码器，摆杆自由端设有第三磁传感器；其方法的关键在于，建立极坐标，获取每个测量点的实际宽度和裂缝的宽度中心线，以获得裂缝的轮廓线。该装置及方法能精确表征裂缝走向和轮廓。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土桥梁结构的检测与修复技术领域，具体讲是一种钢筋混凝土桥梁结构的裂缝形态的测量装置和测量方法。

背景技术

钢筋混凝土桥梁结构长期承受车辆荷载作用，随着社会经济发展，超频和超载现象愈发突出，梁结构的疲劳损伤不断累积，且随着材料和结构性能的退化，在桥梁结构的底面或侧面极易出现混凝土裂缝。而一旦出现混凝土裂缝，就会打开腐蚀通道，导致腐蚀介质侵入，进而使得钢筋发生腐蚀疲劳甚至断裂，在环境与荷载的耦合作用下混凝土裂缝不断扩展，最终导致结构发生疲劳失效；且由于疲劳失效的突然性和难以预测性，钢筋混凝土桥梁结构的裂缝对结构自身的安全威胁很大。因此，实时监控感知混凝土裂缝的开裂、及时修补裂缝、进行结构加固对于保障钢筋混凝土梁的安全和寿命意义重大。而其中的关键就在于如何精准有效的获知钢筋混凝土梁的具体开裂状况。

目前，对混凝土裂缝的检测主要还是依赖人工，但人工检测显然存在较大缺陷，如检测强度大，人工成本高，更主要的是检测者的责任心、经验、水平、临场状态等均为不稳定因素，显然会影响检测结果的精确性，其检测精度低、稳定性差，出错概率高。当然，近年出现的无人机检测的方式一定程度上弥补了人工检测的缺点，即利用无人机拍照，然后在电脑中对照片进行后期处理、换算，以获取裂缝的各个参数。但目前无人机检测技术的精度不高，难以识别细微裂缝，且根据照片进行处理的误差也比较大，客观上检测的准确性、测量精度均不足，很难精准测得裂缝具体段位的宽度、走向等信息，无法为后期制定针对性的修补措施提供足够的支持。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种为测量提供设备基础的钢筋混凝土桥梁的裂缝形态的测量装置。

本发明的一种技术解决方案是，提供一种钢筋混凝土桥梁的裂缝形态的测量装置，它包括沿钢筋混凝土梁长度方向铺设的轨道和滑动配合在轨道内的小车；小车上设有经第一电动机带动的旋转台，第一电动机的输出轴上设有第一转角编码器，旋转台顶板中心设有第一磁传感器；旋转台内贯通有导向槽，导向槽内滑动配合有齿条，导向槽的一个侧壁设有缺口，缺口内设有经第二电动机带动的齿轮，该齿轮与齿条相互啮合；齿条前端设有第二磁传感器和第三电动机，第三电动机的输出轴上固定有摆杆，第三电动机的输出轴上设有第二转角编码器，摆杆自由端设有第三磁传感器。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种能获取裂缝的宽度中心线及不同测量点的实际宽度以表征裂缝走向和轮廓的混凝土裂缝形态的测量方法。

本发明的另一种技术解决方案是，提供一种混凝土裂缝形态的测量方法，其步骤包括：

a、小车沿轨道前进，当第一磁传感器检测到磁信号波动时，表示前进方向存在裂缝，第一磁传感器的磁信号波动到达峰值时驻车，且以驻车位置作为极坐标的极点，并从极点引出一条与小车前进方向垂直的射线作为极轴；

b、启动第二电动机，使得齿条伸出导向槽前开口，再驱动第一电动机使齿条旋转，当第二磁传感器首次识别磁信号波动时，表示齿条前端首次跨越裂缝，第二磁传感器的磁信号波动到达峰值时停止齿条，此时，以齿条的前伸长度与旋转台半径之和作为极径而齿条停止时与极轴间的夹角作为极角，获取第一个测量点的极坐标；