[发明专利]一种钢桥面系肋间相对竖向变形速率监测装置及方法

说明书

本发明涉及钢桥面铺装结构健康监测技术领域，尤其涉及一种钢桥面系肋间相对竖向变形速率监测装置及方法，包括：直角支架，包括水平边和竖直边，水平边设置在加劲肋底部，竖直边设置在两加劲肋中间；倾角传感器，固定设置在水平边，对水平边倾角进行测量；位移传感器，固定设置在竖直边顶部，且远离竖直边的一端贴紧铺装层，位移传感器对铺装层位移进行测量。本发明中，在每辆车经过桥面铺装测点位置时，直接获取钢桥面系肋间相对竖向变形速率，分析相应轴载、温度、车速条件下肋间相对竖向变形速率的比值大小，可实现对钢桥面系疲劳损伤程度的快速识别，从而对桥面铺装系管养支撑，提高桥面系整体结构安全和使用寿命。

技术领域

本发明涉及钢桥面铺装结构健康监测技术领域，尤其涉及一种钢桥面系肋间相对竖向变形速率监测装置及方法。

背景技术

疲劳破坏是钢桥面最主要的破坏类型，正交异性板结构体系刚度不足是引起桥面板出现疲劳的主要原因之一。钢桥面铺装体系在车辆轮载作用下，钢箱梁顶板加劲肋顶面会产生往复的挠曲变形，在轮载反复作用下，钢桥面系发生疲劳损伤，局部刚度减小，肋间相对竖向变形速率将增大。

现有技术中通常采用人工检测外观或人工回弹强度检测的方法来评价钢桥面铺装系结构刚度衰减而产生的疲劳损伤，未考虑钢桥面板与铺装的协同作用，且现有的桥梁结构监测技术中，几乎没有涉及钢桥面系损伤监测的技术，无法直接得到在实桥服役条件下正交异性钢桥面铺装系损伤的动态变化过程，不能及时掌握钢桥面系损伤发展情况。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种钢桥面系肋间相对竖向变形速率监测装置及方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明提供了一种一种钢桥面系肋间相对竖向变形速率监测装置及方法，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种钢桥面系肋间相对竖向变形速率监测装置及方法，包括：

直角支架，所述直角支架包括水平边和竖直边，所述水平边设置在加劲肋底部，所述竖直边设置在两加劲肋中间；

倾角传感器，所述倾角传感器固定设置在所述水平边，对所述水平边倾角进行测量；

位移传感器，所述位移传感器固定设置在所述竖直边顶部，且远离所述竖直边的一端贴紧铺装层，所述位移传感器对铺装层位移进行测量。

进一步地，所述水平边固定设置有强力磁铁，所述水平边通过所述强力磁铁固定于加劲肋底部。

进一步地，所述倾角传感器分辨率不大于0.001°，量程不小于±45°；所述位移传感器分辨率不大于0.005mm，量程不小于5mm。

进一步地，所述直角支架材质为铝合金。

本发明还包括一种钢桥面系肋间相对竖向变形速率监测方法，包括如下步骤：

步骤一：制作直角支架，其中水平边长度为l，竖直边长度为h；

步骤二：在直角支架水平边固定倾角传感器，在竖直边顶端固定位移传感器；

步骤三：将直角支架水平边固定于加劲肋底部，同时调整竖直边上位移传感器，使得位移传感器端部位于两加劲肋中点，且贴紧铺装层下表面；

步骤四：测量此时竖直边和位移传感器在竖直方向上的总长度为h₁；

步骤五：连接线缆开始采集数据，通过位移传感器测量得到位移变化量为h₂，通过倾角传感器测量得到倾角变化量为θ；

步骤六：通过叠加位移变化量和倾角变化量，建立肋间相对竖向变形时程曲线方程；