本发明涉及桥梁监测,具体是一种用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置及报警方法。
背景技术:
1、桥梁支座是连接桥梁上部结构(如桥面、梁等)与下部结构(如桥墩、桥台等)的重要部件,其主要功能是传递上部结构的荷载到下部结构,并适应各种变形,如温度变化引起的伸缩、风荷载或地震荷载引起的位移等,当桥梁支座出现问题时,可能会导致一系列的安全隐患;
2、桥梁支座位移超限是指桥梁支座在使用过程中,其位移量超出了设计允许的范围,当支座位移超限时,会改变桥梁的受力状态,原本设计好的荷载传递路径被打乱,可能导致梁体、墩台等部位承受过大的应力,从而引发裂缝、变形甚至破坏,支座位移超限可能导致桥面不平整,车辆行驶时会产生颠簸和晃动,增加行车风险,特别是在高速行驶的情况下,这种不稳定性可能会导致车辆失控;
3、其中在所有安全隐患情形中,因桥梁支座脱空导致的故障概率是在所有故障中是占比最多的,当支座脱空后,原本由该支座承担的部分荷载会转移到其他部位,导致结构受力发生变化,这可能使相邻支座、梁体和墩台等部位承受过大的应力,会加速桥梁各部位的损坏,例如,梁体可能会因为局部应力过大而产生裂缝,墩台可能会因为承受额外的荷载而出现沉降或倾斜;
4、目前对桥梁支座位移超限和支座脱空的预警监测方法主要有两种方法,一种是采用位移传感器监测,但位移传感器这种精密度高的仪器本身容易损坏,且长时间暴露在室外环境,传感器可能由于老化、磨损或外部干扰等原因而发生故障,同时还需要定期检查和维护传感器,后期维护成本较大,尤其是在高空或者偏远地区,维护难度和成本更高,较为不便;
5、另一种方法较为传统,即人工定期检查,同时也存在高昂人力成本的问题,同时还有交通成本,在检查结果上可能会受到检查人员的经验和技术水平的影响,不同人员可能会有不同的判断结果,且人工检查通常需要花费大量的时间和人力,特别是在大型桥梁或结构复杂的桥梁上,效率低下。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置及报警方法,旨在解决现有技术中的桥梁支座位移超限和支座脱空的预警监测方法较为不便的问题。
2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,包括从上至下依次设置的上支座板、不锈钢板、平面滑板、中间钢衬板和下支座板,所述下支座板的顶部对称设置有二级报警件,所述二级报警件的顶部通过第一弹簧设置有一级报警件,所述一级报警件的底部设置有压块,所述下支座板的顶部对称设置有安装架,所述安装架的一侧滑动设置有与一级报警件相连接的滑块,所述安装架的顶部穿设有用于触发一级报警件的施压组件;
3、所述施压组件的顶部设置有下斜块,所述上支座板的底部对称设置有用于驱动下斜块下移的上斜块;
4、所述下支座板的顶部两侧对称设置有支撑座,所述支撑座的顶部转动设置有用于检测支座脱空的传动组件,所述传动组件的一端与上支座板的底部连接,所述传动组件的另一端与施压组件相连接。
5、优选的,所述施压组件包括立柱、限位环和复位弹簧,立柱贯穿安装架的顶部并与安装架滑动连接,限位环固定设置在立柱上,复位弹簧设置在限位环的底部,且复位弹簧的底端与安装架固定连接。
6、优选的,所述立柱的外部滑动设置有滑动件,立柱的底端设置有用于对滑动件限位的垫片。
7、优选的,所述传动组件为转动设置在支撑座顶部的横杆,横杆的一端穿设有伸缩柱,伸缩柱的一端设置有传动杆,传动杆和横杆之间设置有第二弹簧,且传动杆与滑动件转动连接,横杆的另一端铰接有立杆,立杆的顶端通过滑动组件与上支座板的底部滑动连接。
8、优选的,所述滑动组件包括滑槽和滑动块,滑槽对称设在上支座板的底部,滑动块穿设在滑槽内,且滑动块的底部与立杆的顶端相连接。
9、优选的,所述一级报警件和二级报警件通过导线连接有电子报警器。
10、优选的,所述电子报警器的内部设置有一级报警单元和二级报警单元,一级报警单元与一级报警件通过导线电性连接,二级报警单元与二级报警件通过导线电性连接。
11、优选的,所述电子报警器的内部设有蓄电池且蓄电池经光伏充电控制器连接有太阳能板。
12、一种用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警方法,包括以下步骤:
13、步骤一:在桥梁运行过程中,当支座中的上支座板和下支座板产生相对位移超过限定距离时,上斜块会挤压下斜块向下移动,下斜块下移使施压组件接触一级报警件,此时电子报警器发出一级报警信号,建议工作人员对桥梁支座进行维护;
14、步骤二:随着上支座板和下支座板产生相对位移的距离更大时,上斜块继续挤压下斜块向下移动,此时施压组件推动一级报警件下移,一级报警件下移带动压块与二级报警件接触,此时电子报警器发出二级报警信号,提醒工作人员立即对桥梁支座进行维护;
15、步骤三:在桥梁支座运行过程中,当上支座板和下支座板之间的距离相互远离导致桥梁支座脱空时,传动组件利用杠杆原理带动施压组件下移并接触一级报警件,此时电子报警器发出一级报警信号,建议工作人员对桥梁支座进行维护;
16、步骤四:随着桥梁支座的脱空现象更加严重时,传动组件继续带动施压组件下移,此时施压组件推动一级报警件下移,一级报警件下移带动压块与二级报警件接触,此时电子报警器发出二级报警信号,提醒工作人员立即对桥梁支座进行维护。
17、本发明的有益效果是:
18、1、本发明在使用时,能够在桥梁支座发生位移超限或者脱空时,根据位移超限或者脱空的严重程度,实现自动分级报警,以提醒工作人员采取相应等级的维护措施,且工作人员无需定期维护传动组件和施压组件,节省了人力成本;
19、2、本发明在使用时,通过滑动块和滑槽内的设置,在立柱因位移超限下移时,滑动块的滑动设计使立杆不会因位移超限产生位移,使得检测脱空的传动组件能够适应桥梁支座位移超限时的形变,提升了传动组件在整个监测工作中对桥梁支座位移超限时的兼容性。
1.一种用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,包括:从上至下依次设置的上支座板(1)、不锈钢板(2)、平面滑板(3)、中间钢衬板(4)和下支座板(5),其特征在于,所述下支座板(5)的顶部对称设置有二级报警件(8),所述二级报警件(8)的顶部通过第一弹簧(9)设置有一级报警件(7),所述一级报警件(7)的底部设置有压块(10),所述下支座板(5)的顶部对称设置有安装架(6),所述安装架(6)的一侧滑动设置有与一级报警件(7)相连接的滑块(27),所述安装架(6)的顶部穿设有用于触发一级报警件(7)的施压组件;
2.根据权利要求1所述的用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,其特征在于,所述施压组件包括立柱(11)、限位环(14)和复位弹簧(15),立柱(11)贯穿安装架(6)的顶部并与安装架(6)滑动连接,限位环(14)固定设置在立柱(11)上,复位弹簧(15)设置在限位环(14)的底部,且复位弹簧(15)的底端与安装架(6)固定连接。
3.根据权利要求2所述的用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,其特征在于,所述立柱(11)的外部滑动设置有滑动件(17),立柱(11)的底端设置有用于对滑动件(17)限位的垫片(16)。
4.根据权利要求3所述的用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,其特征在于,所述传动组件为转动设置在支撑座(18)顶部的横杆(19),横杆(19)的一端穿设有伸缩柱(20),伸缩柱(20)的一端设置有传动杆(21),传动杆(21)和横杆(19)之间设置有第二弹簧(28),且传动杆(21)与滑动件(17)转动连接,横杆(19)的另一端铰接有立杆(26),立杆(26)的顶端通过滑动组件与上支座板(1)的底部滑动连接。
5.根据权利要求4所述的用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,所述滑动组件包括滑槽(24)和滑动块(25),滑槽(24)对称设在上支座板(1)的底部,滑动块(25)穿设在滑槽(24)内,且滑动块(25)的底部与立杆(26)的顶端相连接。
6.根据权利要求1所述的用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,其特征在于,所述一级报警件(7)和二级报警件(8)通过导线连接有电子报警器。
7.根据权利要求1所述的用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,其特征在于,所述电子报警器的内部设置有一级报警单元和二级报警单元,一级报警单元与一级报警件(7)通过导线电性连接,二级报警单元与二级报警件(8)通过导线电性连接。
8.根据权利要求1所述的用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警装置,其特征在于,所述电子报警器的内部设有蓄电池且蓄电池经光伏充电控制器连接有太阳能板。
9.一种用于桥梁支座位移超限和支座脱空的报警方法,其特征在于:包括以下步骤:
