一种变截面桥墩检测结构及其检测方法

本发明涉及水下桥墩检测领域，具体涉及一种变截面桥墩检测结构及其检测方法。

背景技术：

1、桥墩，一般是指在两孔和两孔以上的桥梁中除两端与路堤衔接的桥台外其余的中间支撑结构。桥墩主要由顶帽、墩身组成。桥台主要由顶帽、台身组成。桥墩分为实体墩、柱式墩和排架墩等。按平面形状可分为矩形墩、尖端形墩、圆形墩等。建筑桥墩的材料可用木料、石料、混凝土、钢材等。桥墩的作用是支承桥跨结构，其安全性能直接影响整座桥梁。

2、桥墩检测中，对截面固定型桥墩和水上桥墩检测比较重视，但是变截面桥墩底部常年被水流侵蚀，一旦出现问题将会带来重大安全隐患，严重时可能会导致桥梁坍塌。

3、现有桥墩检测装置存在以下缺陷：1难以实现变截面桥墩检测，只能针对一种桥墩或者一部分桥墩进行检测；2对于桥墩的水下部分进行检测时用到电动机，而对电动机做防水措施很复杂；3检测装置受水流影响鲁棒性不高。

技术实现思路

1、为了达到上述目的，本发明提供一种变截面桥墩检测结构及其检测方法，解决了现有技术中存在的问题。

2、本发明所采用的技术方案是，所述夹紧承载装置包括固定地安装在桥墩上且水平面投影为圆形结构的固定板，安装在固定板下方的旋转装置与安装在固定板上的驱动控制装置，所述驱动控制装置包括第一推力电机、第二推力电机，旋转电机，液压缸与液压油路，驱动控制装置与夹紧承载装置一样的在检测过程中时刻处于水上位置；旋转装置包括主动齿轮，安装在主动齿轮上且与被动齿轮做啮合运动的弧形齿条，弧形齿条上安装有一对对称分布的拉杆，安装在拉杆上的为一对滑块，安装在滑块下方的为导轨，包括支撑上述机构的支撑架；所述角度调节装置包括通过固定螺栓安装在滑块上的连接端板，位于连接端板下侧的为液压推杆，安装在液压推杆前端且可绕铰链做圆弧运动的为动凸轮，安装在动凸轮上侧的为压缩弹簧用垫圈，安装在压缩弹簧用垫圈上且与带安装孔的端板上侧连接的为压紧弹簧，沿动凸轮的凸出端做圆弧运动的为滚筒，所述压紧弹簧时刻保持压紧状态且始终拉着动凸轮。

3、所述活动装置包括安装在滑块上且与导轨有一定倾斜角度、可伸缩的多连杆机构，通过带滑槽的被动推杆安装在导向槽上且可沿导向槽移动的球形滚子；所述辅助夹紧装置包括位于活动装置下方、且为方形结构的夹紧组件，位于球形滚子下方、且为圆弧形结构的导向槽，安装在一对v形夹紧块两边且起连接导向作用的导向轴。

4、本发明所采用的一种优选的变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述驱动控制装置位于夹紧承载装置上，旋转电机位于主动齿轮的正上方，液压油路连接液压缸与液压推杆；主动齿轮与被动齿轮关于y方向对称分布，弧形齿条与导轨位于两端支撑架的位置为拼接，先安装底座，再安装侧面以保证底座基准面与侧面基准面处于同一个平面内，安装导轨固定再底座上，拧紧螺丝，保证两段导轨上下左右缝隙范围足够小。

5、本发明所采用的一种优选的变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述活动装置上安装有电动推杆，电动推杆伸缩杆上安装有滑轮；活动装置包括安装在安装孔内的上固定杆，安装在上固定杆两端的限位连接杆，沿x方向限位连接杆依次连接第二摇杆与第一摇杆，在第二摇杆自上往下4分之1处设有铰接点a，带滑槽的主动推力杆一端铰接在连接杆上、且在带滑槽的主动推力杆中间部位设有铰接点a，通过铰接点a连接带滑槽的主动推力杆与第二摇杆，沿连接杆，带滑槽的主动推力杆与带滑槽的被动推杆对称分布，且带滑槽的被动推杆与第二摇杆铰接在铰接点b；带滑槽的主动推力杆上设有滑槽，所述滑槽底部设有多个螺纹孔，选取工况所需长度安装固定螺栓。

6、本发明所采用的一种优选的变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述滚子为嵌入式安装在导向槽内，滚子的上部与旋转连接块铰接在一起形成铰接点，旋转连接块在运动过程中始终保持滚子垂直向下；导向槽内表面采用陶瓷覆盖、且球形滚子也是采用陶瓷材料。

7、本发明所采用的一种优选的变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述辅助夹紧装置是用两个平行的导向轴连接一对v形夹紧块，导向轴与v形夹紧块连接处为无油衬套，v形夹紧块靠近桥墩一侧的内部安装有刷子，v形夹紧块沿z方向设有导向槽，与滚子连接，导向轴和润滑油导向轴组合起来的导轨构造，安装在导向轴上且位于侧板上的内六角止动螺丝。

8、本发明所采用的一种优选的变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述检测装置包括安装在辅助夹紧装置上的照明光源，安装在v形夹紧块内侧的刷子，安装在v形夹紧块靠近桥墩一侧的2个工业防水相机，且每一个相机旁都安装有照明光源。

9、本发明的检测方法如下：

10、s1安装检测结构：把夹紧承载装置安装在桥墩上，依次安装余下装置使桥墩位于两个夹紧装置内；

11、s2启动驱动控制装置：初始化装置，启动液压缸带动调节角度至待测变截面桥墩适合的角度，启动两个推力电机，带滑槽的主动推力杆与带滑槽的被动推杆移动方向相反，第一摇杆与第二摇杆做圆弧向下运动，带动活动装置下移至桥墩的水下部分同时带动两个v形夹紧块张大；

12、s3检测：启动旋转电机，主动齿轮、被动齿轮与齿条啮合，带动辅助夹紧装置旋转，位于v形夹紧块内的刷子跟随转动清理桥墩水下部分的杂物，检测装置同时随着转动完成检测工作。

13、s4完成检测：活动装置在检测过程中不断下降，检测装置对桥墩各部位进行检测，直到完成对桥墩的检测，结束。

14、本发明具有有益效果：1、本检测装置安装后稳定性高，能够减小水流所带来的影响；2、在检测变截面桥墩时，本检测装置能够调节活动装置角度以适应待检测的桥墩，使检测模块贴合桥墩移动，便于对桥墩的检测；3、本检测装置在下降的过程中能同步带动辅助夹紧装置的张大，不必对电机启动的时间顺序进行复杂的控制；4、本申请的角度调节装置能够自发的提供沿弹簧压紧方向相反的拉力，使液压推杆前端的压力变小；5、本发明无需对电机进行防水操作，驱动控制装置都位于水面上。

技术特征：

1.一种变截面桥墩检测结构，包括驱动控制装置(1)，夹紧承载装置(2)，旋转装置(3)，角度调节装置(4)，活动装置(5)，辅助夹紧装置(6)，检测装置(7)，所述驱动控制装置(1)固定安装在夹紧承载装置(2)上，安装在夹紧承载装置(2)正下方的为旋转装置(3)，角度调节装置(4)连接在旋转装置(3)两侧，活动装置(5)固定安装在角度调节装置(4)上，辅助夹紧装置(6)安装在活动装置(5)下方，检测装置(7)安装在辅助夹紧装置(6)上；

2.如权利要求1所述的一种变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述驱动控制装置(1)都安装在夹紧承载装置(2)上方，所述滑块(303)安装在导轨(301)上且一端连接拉杆(306)另一端连接角度调节装置(4)。

3.如权利要求1所述的一种变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述压紧弹簧(409)连接带安装孔的端板(402)与动凸轮(404)且始终保持压紧状态；所述动凸轮(404)凸出端与滚筒(403)接触且保持压紧状态；所述角度调节装置(4)角度可调范围为0°至45°。

4.如权利要求1所述的一种变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述活动装置(5)中的上固定杆(502)连接两个限位连接杆(503)，安装在上固定杆(502)内侧且与上述电动推杆(511)接触的为带滑槽的主动推力杆(501)，所述带滑槽的主动推力杆(501)上有滑槽，安装在右侧限位连接杆(503)上且末端可作圆弧运动的第一摇杆(504)，安装在左侧限位连接杆(503)上且与带滑槽的主动推力杆(501)相连接的第二摇杆(508)，安装在第一摇杆(504)与第二摇杆(508)上且把活动装置(5)分为对称的上下两部分的为连接杆(505)，安装在连接杆(505)上且与带滑槽的主动推力杆(501)平行的为带滑槽的被动推杆(506)，安装在带滑槽的被动推杆(506)外侧且与上固定杆(502)平行的为下固定杆(507)，上述活动装置(5)杆与杆之间用螺纹螺栓连接。

5.如权利要求1所述的一种变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述滚子(510)安装在旋转连接块(509)上且位于导向槽(606)内，滚子(510)可沿导向槽(606)内滚动且被固定在导向槽(606)内不可取出。

6.如权力要求1所述的一种变截面桥墩检测结构，其特征在于，所述v形夹紧块(603)关于桥墩对称布置且斜面角度为25°，所述两个导向槽(606)是弧形的且润滑良好，安装在辅助夹紧装置(6)上且无驱动电机的导向轴(602)。

7.一种用于如权利要求1所述的变截面桥墩检测结构的检测方法，其特征在于，检测步骤如下：

技术总结
本发明公开了一种变截面桥墩检测结构及其检测方法。所述变截面桥墩检测结构包括安装在桥墩上用于支撑的夹紧承载装置，安装在夹紧承载装置上的驱动控制装置，安装在夹紧承载装置下的旋转装置，安装在旋转装置上的角度调节装置，安装在角度调节装置上的活动装置，安装在活动装置上的辅助夹紧装置，安装在辅助夹紧装置上且用于检测桥墩缺陷的检测装置。本发明克服了现有技术的不足，提供了一种专门用于变截面桥墩检测的检测结构及检测方法，该结构解决了现有人工检测效率低、危险系数高的问题。

技术研发人员：王向红,彭文广,胡宏伟,董晋阳,杨成龙
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14