一种空心板内部钢绞线有效预应力检测设备的制作方法

1.本发明涉及桥梁检测技术领域，具体为一种空心板内部钢绞线有效预应力检测设备。


背景技术：

2.桥梁的使用年限大致在100年到120年左右，随着使用时间的增加，桥梁的老化程度随之增加，桥梁的承载能力下降，桥梁的安全性逐渐降低，为了得知桥梁的安全性，需要对桥梁的质量进行检测；桥梁是由较多的空心板浇筑成的，空心板内部会埋入大量的钢绞线，钢绞线对空心板建成的桥梁能起到横拉的作用，能保证桥梁的强度，提高桥梁的承载能力，其在桥梁内起着非常重要的作用，故而，空心板内钢绞线的质量一定程度上能反应桥梁整体的承载能力、安全性等数据，桥梁钢绞线在预应力中替代了钢筋，钢绞线与钢筋相比更具柔韧性，在先张法和后张法预应力结构中被广泛的应用。
3.目前，用于桥梁空心板内部钢绞线的预应力检测装置极少，在测量桥梁空心板内部钢绞线的预应力时，通常都是人工先进行开凿桥面，将钢绞线从桥梁的内部凿出，然后对钢绞线进行预应力的测量，目前这种人工测量方式，需要耗费大量的时间，检测速度慢，检测效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的，为了解决人工测量，需要耗费大量时间，检测速度慢，检测效率低的技术问题。
5.本发明的技术方案是这样实现的：一种空心板内部钢绞线有效预应力检测设备，包括安装主架，设置在安装主架顶部的移动小车，安装在移动小车上的检测机构，设置在检测机构一侧的切割机构，设置在检测机构另一侧的开凿机构，设置在安装主架底部的封闭机构；所述切割机构与开凿机构配合在桥面上开凿出钢绞线，所述检测机构对开凿出的钢绞线进行质量检测，所述封闭机构对测完质量的钢绞线进行浇筑填封，所述切割机构、开凿机构、检测机构、封闭机构依次配合完成桥梁内部钢绞线的挖掘、检测、填封，通过这种配合方式实现了钢绞线的自动化挖掘、检测、填封，自动化程度高，节省了检测时间，加快了检测速度，提高了检测效率。
6.进一步的，所述检测机构包括相应设置在移动小车两侧的两根滑杆，与两根滑杆滑动连接的滑动架，安装在滑动架上的驱动机构一，所述滑动架为倒置的u型结构，所述滑动架的底部两侧相应设置有两个钢绞线卡，所述滑动架的中间位置安装有预应力检测装置，两个钢绞线卡对称设置，所述驱动机构一带动滑动架在滑杆上滑动，两个钢绞线卡配合压紧开凿出的钢绞线，所述预应力检测装置拉动压紧的钢绞线中间形变，且同时预应力检测装置对钢绞线的形变和受力进行测量，通过测的钢绞线的受力和位移的值，以及钢绞线的直径，即可计算出钢绞线预应力的参数，通过参数即可判断出钢绞线是否失效。
7.进一步的，所述预应力检测装置包括固定在滑动架中间位置的滑套，滑动连接在
滑套内的滑杆，所述滑杆的侧面设置有防旋转棱，所述滑杆的底端固定有拉力传感器，所述拉力传感器的底端固定有钢绞线拉爪，所述滑杆的顶端固定有滚珠丝杠，所述滑动架的顶面转动连接有齿盘，所述齿盘的中间设置有滚珠座，所述滚珠座与滚珠丝杠啮合，所述滑动架的顶面安装有减速机构，所述减速机构带动齿盘旋转，通过钢绞线拉爪抓取钢绞线，当齿盘旋转时，齿盘使中间的滚珠丝杠产生上下的位移，进而钢绞线拉爪拉动钢绞线产生位移，滚珠丝杠产生的上下位移即为钢绞线的形变量，拉力传感器测得的拉力即为钢绞线受到的拉力。
8.进一步的，所述减速机构包括通过支架安装在滑动架顶面的减速齿轮，固定在减速齿轮顶端的蜗轮，通过支架安装在滑动架顶端的蜗杆，通过支架固定在滑动架顶端的驱动电机，所述驱动电机的输出轴与蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述减速齿轮与蜗轮同轴心，所述减速齿轮与齿盘啮合，通过蜗杆与蜗轮的较大传动比，再经过减速齿轮与齿盘的减速比，使得驱动电机能产生较大的拉力，能拉动钢绞线产生形变，同时提供较大的拉力，且通过这种方式测得的位移量精度高，能有效提高数据质量。
9.进一步的，所述切割机构包括竖向设置在滑动架一侧的滑槽一，滑动连接在滑槽一内的安装板一，转动连接在安装板一中间的旋转柱，安装在旋转柱底端的切割机，安装在安装板一顶端的驱动机构二，所述驱动机构二带动旋转柱旋转，所述安装板一的顶面安装有液压杆一，所述液压杆一的伸缩杆端头与滑动架的外底部固定连接，所述安装板一的顶面外侧设置有限位滑杆，所述限位滑杆与滑动架顶面相应设置的滑孔滑动连接，所述液压杆一带动安装板一在滑槽一内滑动，驱动机构二带动旋转柱旋转，旋转柱带动切割机旋转实现切割方向的调整，通过移动小车上滑动架的运动带动切割机的运动，实现切割位置的调整，通过这种方式调整能实现任意的形状切割。
10.进一步的，所述开凿机构包括设置在滑动架另一侧的滑槽二，滑动连接在滑槽二内的安装板二，安装在安装板二上的破碎锤，安装在安装板二顶面的液压杆二，所述液压杆二的伸缩杆端头与滑动架的外底部固定连接，所述液压杆二带动安装板二在滑槽二内滑动，通过移动小车上滑动架的运动带动破碎锤运动，实现任意位置的开凿，通过这种方式实现了自动化开凿，提高了开凿速度。
11.进一步的，所述封闭机构包括设置在安装主架底部两侧的两个限位型槽，相应套在两个限位型槽内的两个封闭板，所述限位型槽底部设置有封闭板脱出的底口，所述安装主架底部两侧设置有电动推杆，且每侧设置有两个电动推杆，同一侧的两个电动推杆固定连接有一个拉板，且同一侧的拉板与封闭板后端相配合，所述电动推杆通过拉板带动封闭板在限位型槽内运动，且两个封闭板相互拼接将开凿机构在桥梁上开凿的槽体进行封闭，所述封闭板上设置有贯通的浇筑口，两个封闭板通过拼接将开凿的槽体进行封闭，封闭之后在通过浇筑口浇筑混凝土即可，通过这种方式即可将浇筑完的槽体进行封闭。
12.进一步的，所述安装主架的底部四角相应固定有四个升降液压杆，且前侧两个升降液压杆底端固定有一个底板，后侧两个升降液压杆底端固定有另一个底板，所述底板共设置有两个，所述封闭机构安装在两个底板上，升降液压杆主要是通过移动小车带动滑动架升降，从而调节钢绞线卡的升降。
13.进一步的，所述钢绞线拉爪的顶端固定有安装架，所述安装架上安装有沿钢绞线轴线方向的金属探测仪，金属探测仪主要是用来探测钢绞线的位置。
14.进一步的，所述安装架上安装有两个喷头，所述喷头的输入口与外部防锈漆剂输出管连通，且两个喷头沿钢绞线的直径方向设置，喷头主要是对钢绞线进行喷涂防锈剂，能有效防止浇筑后的钢绞线生锈。
15.本发明的有益效果概括为：其一，先通过切割机构和开凿机构配合将桥面凿开，然后再通过检测机构对桥梁内部的钢绞线进行检测，检测完成后，再通过封闭机构将开凿出来的钢绞线进行重新浇筑封闭，通过这种方式，实现了桥梁内部检测钢绞线时的开凿、检测、填埋，自动化程度高，检测速度快，缩短了检测时间，提高了检测效率；其二，通过蜗杆与蜗轮的较大传动比，再经过减速齿轮与齿盘的减速比，以及滚珠丝杠与滚珠座的传动比，滚珠丝杠与滚珠座的较小摩擦力，使得驱动电机能产生较大的拉力，能拉动钢绞线产生形变且通过这种方式测得的位移量精度高，能提高钢绞线检测的数据质量。
附图说明
16.图1为本发明整体结构示意图。
17.图2为本发明移动小车的位置示意图。
18.图3为本发明预应力检测装置的结构示意图。
19.图4为本发明切割机构的结构示意图。
20.图5为本发明开凿机构的结构示意图。
21.图6为本发明封闭机构的结构示意图。
22.图中：1安装主架、2移动小车、3检测机构、4切割机构、5开凿机构、6封闭机构、7滑杆、8滑动架、9驱动机构一、10钢绞线卡、11滑套、12滑杆、13防旋转棱、14拉力传感器、15钢绞线拉爪、16滚珠丝杠、17齿盘、18滚珠座、19减速机构、20减速齿轮、21蜗轮、22蜗杆、23驱动电机、24滑槽一、25安装板一、26旋转柱、27切割机、28驱动机构二、29液压杆一、30限位滑杆、31滑槽二、32安装板二、33破碎锤、34液压杆二、35安装架、36金属探测仪、37喷头、38限位型槽、39封闭板、40电动推杆、41拉板、42升降液压杆、43底板、44浇筑口、45预应力检测装置。
具体实施方式
23.为了加深对本发明的理解，下面将结合实例和附图对本发明一种空心板内部钢绞线有效预应力检测设备作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
24.如图1至图6所示，一种空心板内部钢绞线有效预应力检测设备，包括安装主架1，设置在安装主架1顶部的移动小车2，安装在移动小车2上的检测机构3，设置在检测机构3一侧的切割机构4，设置在检测机构3另一侧的开凿机构5，设置在安装主架1底部的封闭机构6；切割机构4与开凿机构5配合在桥面上开凿出钢绞线，检测机构3对开凿出的钢绞线进行质量检测，封闭机构6对测完质量的钢绞线进行浇筑填封，切割机构4、开凿机构5、检测机构3、封闭机构6依次配合完成桥梁内部钢绞线的挖掘、检测、填封，通过这种配合方式实现了钢绞线的自动化挖掘、检测、填封，自动化程度高，节省了检测时间，加快了检测速度，提高了检测效率；检测机构3包括相应设置在移动小车2两侧的两根滑杆7，与两根滑杆7滑动连接的滑动架8，安装在滑动架8上的驱动机构一9，滑动架8为倒置的u型结构，滑动架8的底部
两侧相应设置有两个钢绞线卡10，滑动架8的中间位置安装有预应力检测装置45，两个钢绞线卡10对称设置，驱动机构一9带动滑动架8在滑杆7上滑动，两个钢绞线卡10配合压紧开凿出的钢绞线，预应力检测装置45拉动压紧的钢绞线中间形变，且同时预应力检测装置45对钢绞线的形变和受力进行测量，通过测的钢绞线的受力和位移的值，以及钢绞线的直径，即可计算出钢绞线预应力的参数，通过参数即可判断出钢绞线是否失效；预应力检测装置45包括固定在滑动架8中间位置的滑套11，滑动连接在滑套11内的滑杆12，滑杆12的侧面设置有防旋转棱13，滑杆12的底端固定有拉力传感器14，拉力传感器14的底端固定有钢绞线拉爪15，滑杆12的顶端固定有滚珠丝杠16，滑动架8的顶面转动连接有齿盘17，齿盘17的中间设置有滚珠座18，滚珠座18与滚珠丝杠16啮合，滑动架8的顶面安装有减速机构19，减速机构19带动齿盘17旋转，通过钢绞线拉爪15抓取钢绞线，当齿盘17旋转时，齿盘17使中间的滚珠丝杠16产生上下的位移，进而钢绞线拉爪15拉动钢绞线产生位移，滚珠丝杠16产生的上下位移即为钢绞线的形变量，拉力传感器14测得的拉力即为钢绞线受到的拉力；减速机构19包括通过支架安装在滑动架8顶面的减速齿轮20，固定在减速齿轮20顶端的蜗轮21，通过支架安装在滑动架8顶端的蜗杆22，通过支架固定在滑动架8顶端的驱动电机23，驱动电机23的输出轴与蜗杆22的一端固定连接，蜗杆22与蜗轮21啮合，减速齿轮20与蜗轮21同轴心，减速齿轮20与齿盘17啮合，通过蜗杆22与蜗轮21的较大传动比，再经过减速齿轮20与齿盘17的减速比，以及滚珠丝杠16与滚珠座18的传动比，滚珠丝杠16与滚珠座18的较小摩擦力，使得驱动电机23能产生较大的拉力，能拉动钢绞线产生形变，同时提供较大的拉力，且通过这种方式测得的位移量精度高，能有效提高检测的数据质量；切割机构4包括竖向设置在滑动架8一侧的滑槽一24，滑动连接在滑槽一24内的安装板一25，转动连接在安装板一25中间的旋转柱26，安装在旋转柱26底端的切割机27，安装在安装板一25顶端的驱动机构二28，驱动机构二28带动旋转柱26旋转，安装板一25的顶面安装有液压杆一29，液压杆一29的伸缩杆端头与滑动架8的外底部固定连接，安装板一25的顶面外侧设置有限位滑杆30，限位滑杆30与滑动架8顶面相应设置的滑孔滑动连接，液压杆一29带动安装板一25在滑槽一24内滑动，驱动机构二28带动旋转柱26旋转，旋转柱26带动切割机27旋转实现切割方向的调整，通过移动小车2上滑动架8的运动带动切割机27的运动，实现切割位置的调整，通过这种方式调整能实现任意的形状切割；开凿机构5包括设置在滑动架8另一侧的滑槽二31，滑动连接在滑槽二31内的安装板二32，安装在安装板二32上的破碎锤33，安装在安装板二32顶面的液压杆二34，液压杆二34的伸缩杆端头与滑动架8的外底部固定连接，液压杆二34带动安装板二32在滑槽二31内滑动，通过移动小车2上滑动架8的运动带动破碎锤33运动，实现任意位置的开凿，通过这种方式实现了自动化开凿，提高了开凿速度；封闭机构6包括设置在安装主架1底部两侧的两个限位型槽38，相应套在两个限位型槽38内的两个封闭板39，限位型槽38底部设置有封闭板39脱出的底口，安装主架1底部两侧设置有电动推杆40，且每侧设置有两个电动推杆40，同一侧的两个电动推杆40固定连接有一个拉板41，且同一侧的拉板41与封闭板39后端相配合，电动推杆40通过拉板41带动封闭板39在限位型槽38内运动，且两个封闭板39相互拼接将开凿机构5在桥梁上开凿的槽体进行封闭，封闭板39上设置有贯通的浇筑口44，两个封闭板39通过拼接将开凿的槽体进行封闭，封闭之后在通过浇筑口44浇筑混凝土即可，通过这种方式即可将浇筑完的槽体进行封闭；安装主架1的底部四角相应固定有四个升降液压杆42，且前侧两个升降液压杆42底端固定有一个底板43，后侧两个升降
液压杆42底端固定有另一个底板43，底板43共设置有两个，封闭机构6安装在两个底板43上，升降液压杆42主要是通过移动小车2带动滑动架8升降，从而调节钢绞线卡10的升降；钢绞线拉爪15的顶端固定有安装架35，安装架35上安装有沿钢绞线轴线方向的金属探测仪36，金属探测仪36主要是用来探测钢绞线的位置；安装架35上安装有两个喷头37，喷头37的输入口与外部防锈漆剂输出管连通，且两个喷头37沿钢绞线的直径方向设置，喷头37主要是对钢绞线进行喷涂防锈剂，能有效防止浇筑后的钢绞线生锈；值得注意的是，本发明中的驱动机构一9可采用现有技术中的丝杠机构，驱动机构一9主要是带动滑动架8进行滑动，也可采用现有技术中其它能带动滑动架8滑动的机构；钢绞线拉爪15主要是抓取开凿出来的钢绞线，钢绞线拉爪15可采用现有技术中常见的卡扣结构（如图3），驱动机构二28主要是带动旋转柱26旋转，从而改变切割机27的切割方向，驱动机构二28可采用现有技术中的齿轮机构、齿轮齿圈机构，还可以采用现有技术中其它能带动旋转柱26旋转的机构，本方案中的其它结构都可从现有技术中选用，上述足以能实施本发明。
25.使用说明：首先将本设备移动到桥梁上需要测量钢绞线的位置，之后通过移动小车2左右移动配合滑动架8前后滑动，从而使金属探测仪36前后、左右运动对桥面内部的钢绞线进行探测，当探测到钢绞线的位置时，控制切割机构4进行切割桥面，在切割时：控制液压杆一29伸长，使安装板一25滑动到滑槽一24的底部，使切割机27低于钢绞线卡10，然后四个升降液压杆42缩短，安装主架1下降，从而带动切割机27下降到桥面，对桥面进行切割，如此即可实现竖向深度的切割调节；通过移动小车2左右运动，滑动架8前后滑动带动切割机27前后、左右运动，从而实现前后左右切割位置的调节，当需要调节切割方向时，通过驱动机构二28带动旋转柱26旋转改变方向，从而使切割机27旋转改变方向，通过这种方式即可调节切割机27的切割方向，通过上述这几种方式的配合调整，即可使切割机27在桥面上能切割出任意形状；之后控制液压杆二34伸长、控制升降液压杆42缩短、移动小车2左右移动、滑动架8前后滑动（与上述切割机27调整方式相同），通过这种方式从而带动破碎锤33对切割后的桥面进行开凿，如此即可实现开凿位置的调整，当开凿出钢绞线后，控制液压杆一29和液压杆二34运动，使得切割机27和破碎锤33运动到高于钢绞线卡 10的位置，然后四个升降液压杆42带动安装主架1向下运动，使得两侧的钢绞线卡10将开凿出来的钢绞线的两端进行压紧，然后检测机构3的钢绞线拉爪15向下运动将钢绞线卡在其内部，之后将钢绞线拉爪15扣合使钢绞线封闭在内部，钢绞线拉爪15夹持在钢绞线的中间位置，装夹之后，控制驱动电机23工作，驱动电机23带动蜗杆22旋转，蜗杆22带动蜗轮21旋转，蜗轮21带动减速齿轮20旋转，减速齿轮20带动齿盘17旋转，齿盘17中间的滚珠座18旋转作用于滚珠丝杠16，滚珠丝杠16产生位移带动滑杆12在滑套11内上下运动，防旋转棱13能防止滑杆12被滚珠丝杠16带动旋转，从而使滑杆12在滑套11内只产生竖向的位移，通过这种方式使钢绞线拉爪15拉动钢绞线的中间位置，使钢绞线的中间位置产生形变，通过驱动电机23的旋转转数即可计算出钢绞线中间形变的位移量，驱动电机23可采用伺服电机，在拉动钢绞线的过程中，拉力传感器14产生相应的数据，通过拉力传感器14的数据即可知道钢绞线形变时所受到的力，在一定拉力下，如果钢绞线的老化程度较大，则钢绞线形变越大，说明其在桥梁内部产生横拉的预应力越小，则说明桥梁整体的承载强度越弱，通过这种方式测得的形变量、形变时所受的力、以及钢绞线的直径，即可计算出钢绞线的预应力大小，实现对桥梁内部钢绞线预应力的检测，从而得知桥梁整体的质量，且不需要对钢绞线进行切断，保证了检测后钢绞线的
正常使用，检测完成后，使钢绞线拉爪15松开钢绞线，钢绞线卡10脱离钢绞线，减速机构19通过齿盘17使滚珠丝杠16动作，滚珠丝杠16向下动作，带动钢绞线拉爪15下降到低于钢绞线卡10，并靠近钢绞线，使两个喷头37位于钢绞线的两侧，然后控制外部的设备通过管路将防锈剂从喷头37喷涂到钢绞线的外侧面，在喷涂的过程中，通过移动小车2移动带动喷头37运动对钢绞线外侧面依次进行均匀的喷涂，对钢绞线进行防锈处理，之后安装主架1两侧底部的两组电动推杆40同时启动，电动推杆40带动两侧的拉板41运动，两侧的拉板41带动两侧的封闭板39相向运动拼接到一起，对开凿出来的钢绞线进行封闭，之后将混凝土输出管接通到浇筑口44，从浇筑口44将混凝土送入到封闭的开凿槽内部，从而将开凿出来的槽体浇筑填平，当浇筑口44内的混凝土被充满时，说明浇筑到位，通过封闭板39封闭的这种方式能保证浇筑后桥面的平整性，浇筑完成之后，在封闭板39两侧的孔内打入螺丝，使两个封闭板39从底板43的底口脱离，之后即可将本设备移动到桥梁的其它地方进行再检测，再检测时，安装后插入新的封闭板39即可，通过上述的方式完成钢绞线的探测寻找、切割、开凿、检测、防护、填埋浇筑，自动化程度高，缩短了检测时间，提高了检测效率。
26.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。