一种单片梁静载试验智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及单片梁试验领域，特别地，涉及一种单片梁静载试验智能控制系统。

背景技术：

单片梁静载试验是通过对梁体直接加载并利用试验仪器来检测梁体的应变和挠度，并对表层混凝土的裂缝产生及扩展情况进行监测，从而确定梁体在外力作用下所发生的变化和梁体的整体工作状态的试验方法。随着近年来高速公路的蓬勃发展，各种形式桥梁的建设也如火如荼开展，桥梁安全更是每个人普遍关心的问题,尤其成桥前的检测与评定,一般通过单片梁静载试验可最大幅度降低损失和不良的社会影响。

目前单片梁静载试验采用均布加载或集中力加载的方式，通过人工吊装加载物，部分试验现场缺少大吨位实物，还需要从其它地方调取，耗时、耗力、耗财；吊装加载物的方式进行加载，也不利于对试验梁持荷节点的加载把控，整个试验过程人为主观因素影响大；同时，试验梁外观的观测基本是目测进行，对于条件不允许的场地，梁底裂缝观测基本是敷衍了事，为减少人为的影响，提高经济效益，业内急需一种单片梁静载试验智能控制系统。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种单片梁静载试验智能控制系统，以解决背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种单片梁静载试验智能控制系统，包括：

反力架系统，用于对试验梁进行分级加载；反力架系统包括液压千斤顶、荷载传感器、反力架和数显控制器；液压千斤顶设置于试验梁上，液压千斤顶上设有荷载传感器，荷载传感器上设有反力架，且荷载传感器与数显控制器连接；

应变测量装置，用于检测试验梁的应变数据；应变测量装置包括应变计、测量电桥、放大器和显示仪表；贴于试验梁上的应变计与测量电桥相连，试验梁受载荷变形，应变计通过测量电桥输出电压信号，电压信号经放大器放大后由显示仪表显示出相应的应变数据；

挠度测量装置，用于检测试验梁的挠度数据；挠度测量装置包括位移传感器、数据采集模块、数据存储模块和计算分析成图模块；位移传感器与数据采集模块通过电缆传输线连接；位移传感器设置于试验梁上，用于检测试验梁的位移变化，并将试验梁位的移变化转化为电信号；数据采集模块、数据存储模块和计算分析成图模块三者间通过电缆传输线连接；数据采集模块用于采集位移传感器输出的电信号，采集的电信号由数据存储模块存储，且通过电缆传输线传入计算分析成图模块中进行解算处理，形成试验梁的挠度线形图；

影像测量装置，用于检测试验梁受载时的外观变化；影像测量装置包括图像采集装置、图像处理装置和移动承载装置；

图像采集装置用于采集试验梁受载时的外观图像；

图像处理装置分别与图像采集装置和报警模块相连接，用于识别所述外观图像中的裂缝、预应力筋崩断、混凝土压碎或支点损失，并发送报警指令至所述报警模块中报警；

移动承载装置用于承载所述图像采集装置，且移动承载装置能够沿试验梁的待检测面移动；

分析模块对收集的各级加载挠度和应变数据进行处理分析，及时判断挠度数据、应变数据是否超出规范允许值，超出规范允许值即发送报警指令至报警模块中报警；同时分析模块能够向反力架系统发送加载指令，控制反力架系统对试验梁的分级加载。

优选地，所述反力架系统数量为一件，反力架系统设置于试验梁的跨中位置；

优选地，反力架系统为多件：反力架系统数量为奇数，一件反力架系统设置于试验梁跨中位置，其余数量的反力架系统沿试验梁的跨中位置对称布置；反力架系统数量为偶数，反力架系统沿试验梁的跨中位置对称布置。

优选地，所述试验梁上设有多个挠度测点，其中一个挠度测点设置于试验梁的跨中位置，其余挠度测点沿试验梁跨中位置对称布置，挠度测点上均设有位移传感器，所有位移传感器均与所述数据采集模块连接。

优选地，所述移动承载装置包括滑动轨道和与滑动轨道相配合的移动平台，滑动轨道设置于试验梁的待检测面上，移动平台设置于滑动轨道上；所述图像采集装置设置于所述移动平台上，且所述图像采集装置随移动平台能够在所述滑动轨道上来回移动。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供了一种单片梁静载试验智能控制系统，包括反力架系统、应变测量装置、挠度测量装置、影像测量装置、报警模块和分析模块，通过反力架系统对试验梁进行加载，能够很好把控试验梁测量节点的载荷加载；同时通过应变测量装置测量试验梁的应变数据、挠度测量装置测得试验梁的挠度数据，并通过分析模块的对测得的应变数据和挠度数据的处理分析，及时判断挠度数据、应变数据是否符合行业内的规范允许值，对于超出规范允许值即发送报警指令至报警模块中报警；另外，通过影像测量装置可以实现稳定、高精度、无死角的采集到试验梁加载时的外观图像，并对外观图像进行识别判断，对于存在裂缝、预应力崩断、混凝土碎裂或支点损坏等情况，则发送报警指令至报警模块中报警；避免了肉眼观察不全面以及人为主观因素评测大的弊端；本申请装置实现了单片梁静载试验的一体化智能测试。

(2)本申请装置的反力架系统通过液压千斤顶对反力架施加载荷，反力架则将载荷的反作用力施加至试验梁，简单高效；同时反力架系统中设置的荷载传感器和数显控制器能够实时的显示出作用于试验梁的载荷值，能够很好的把控试验梁测量点载荷的分级加载，从而提高试验可靠性和准确精度。

(3)本申请装置挠度测量装置通过在试验梁的多个测量点上设置位移传感器，可以实现多点同步测量，多点同步测量具有测点布置方便、操作灵活的特点，同时提高了采集数据的可靠性；另外，挠度测量装置的计算分析成图模块还能将位移传感器检测的数据进行解算处理，形成试验梁的挠度线形图，直观的显示出试验梁的挠度变化。

(4)本申请装置图像测量值装置包括图像采集装置、图像处理装置和移动承载装置，图像采集装置设置于移动承载装置上，同时可以沿移动承载装置的滑动轨道来回移动，并采集试验梁受载时的外观图像，采集的外观图像通过图像处理装置分析识别，对于外观图像中存在裂缝、预应力筋崩断、混凝土压碎或支点损失等情况，则发送报警指令至所述报警模块中报警。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实施例一种单片梁静载试验智能控制系统结构的立面图；

图2是本实施例一种单片梁静载试验智能控制系统结构的平面图；

图3是本实施例中挠度测量装置测量的挠度线形图；

其中，1、挠度测点，2、液压千斤顶，3、荷载传感器，4、反力架，5、试验梁，6、应变计，7、电缆传输线，8、数显控制器，9、滑动轨道，11、反力架系统，12、报警模块，13、应变测量装置，14、挠度测量装置，15、影像测量装置，16、分析模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图3，本实施例提供了一种单片梁静载试验智能控制系统，包括：

反力架系统11，用于对试验梁5进行分级加载；反力架系统包括液压千斤顶2、荷载传感器3、反力架4和数显控制器8；液压千斤顶2设置于试验梁5的跨中位置上，液压千斤顶2上设有荷载传感器3，荷载传感器3上设有反力架4，且荷载传感器3与数显控制器连接；通过液压千斤顶2对反力架4施加载荷，反力架4则将载荷的反作用力施加至试验梁5，简单高效；同时反力架系统中设置的荷载传感器和数显控制器能够实时的显示出作用于试验梁的载荷值，有利于把控试验梁测量点载荷的分级加载，从而提高试验可靠性和准确精度。

应变测量装置13，用于检测试验梁的应变数据；应变测量装置包括应变计6、测量电桥、放大器和显示仪表；贴于试验梁跨中位置上的应变计与测量电桥相连，试验梁受载荷变形，应变计通过测量电桥输出电压信号，电压信号经放大器放大后由显示仪表显示出相应的应变数据；为单片梁静载试验提供了可靠的的应变参数检测。

挠度测量装置14，用于检测试验梁的挠度数据；挠度测量装置包括位移传感器、数据采集模块、数据存储模块和计算分析成图模块；位移传感器与数据采集模块通过电缆传输线7连接；试验梁上设有三个挠度测点1，其中一个挠度测点设置于试验梁的跨中位置，其余两个挠度测点沿试验梁跨中位置对称布置，挠度测点上均设有位移传感器，用于检测试验梁的位移变化，并将试验梁位的移变化转化为电信号；数据采集模块、数据存储模块和计算分析成图模块三者间通过电缆传输线连接；数据采集模块用于采集位移传感器输出的电信号，采集的电信号由数据存储模块存储，且通过电缆传输线传入计算分析成图模块中进行解算处理，形成试验梁的挠度线形图；

影像测量装置15，用于检测试验梁受载时的外观变化；影像测量装置包括图像采集装置、图像处理装置和移动承载装置；

图像采集装置为摄像头，用于采集试验梁受载时的外观图像；

图像处理装置分别与图像采集装置和报警模块12相连接，用于识别所述外观图像中的裂缝、预应力筋崩断、混凝土压碎或支点损失，并发送报警指令至所述报警模块中报警；

移动承载装置用于承载所述图像采集装置，且移动承载装置能够沿试验梁的至少一个待检测面移动；移动承载装置包括滑动轨道9和与滑动轨道相配合的移动平台，滑动轨道设置于试验梁的待检测面上，移动平台设置于滑动轨道上；所述图像采集装置设置于所述移动平台上，且所述图像采集装置随移动平台能够在所述滑动轨道上来回移动。

分析模块16分别与应变测量装置13、挠度测量装置14和报警模块12通过电缆传输线连接；分析模块对收集的各级加载挠度和应变数据进行处理分析，及时判断挠度数据、应变数据是否超出规范允许值，超出规范允许值即发送报警指令至报警模块中报警；同时分析模块通过电缆传输线与反力架系统的数显控制器连接，分析模块通过编制程序，向反力架系统的数显控制器发送加载指令，进而控制反力架系统对试验梁的分级加载。

另外，反力架系统数量可为一件或多件，反力架系统数量为一件时，反力架系统设置于试验梁的跨中位置；反力架系统为多件时：反力架系统数量为奇数，一件反力架系统设置于试验梁跨中位置，其余数量的反力架系统沿试验梁的跨中位置对称布置；反力架系统数量为偶数，反力架系统沿试验梁的跨中位置对称布置。

本申请装置通过反力架系统对试验梁进行加载，能够很好把控试验梁测量节点的载荷加载；同时通过应变测量装置测量试验梁的应变数据、挠度测量装置测得试验梁的挠度数据，并通过分析模块的对测得的应变数据和挠度数据的处理分析，及时判断挠度数据、应变数据是否符合行业内的规范允许值，对于超出规范允许值即发送报警指令至报警模块中报警；另外，通过影像测量装置可以实现稳定、高精度、无死角的采集到试验梁加载时的外观图像，并对外观图像进行识别判断，对于存在裂缝、预应力崩断、混凝土碎裂或支点损坏等情况，则发送报警指令至报警模块中报警；避免了肉眼观察不全面以及人为主观因素评测大的弊端；实现了单片梁静载试验的一体化智能测试。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。