一种水下桥墩检测结构及其检测方法与流程

本发明涉及桥梁检测技术领域，具体涉及一种水下桥墩检测结构及其检测方法。

背景技术：

桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、行人等跨越河流、海湾、湖泊、山谷、低地或其他交通线路使用的建筑结构。桥梁是各种道路工程的关键节点，是城市立体交通的主要构成，在国家和地区的经济、文化、社会发展中起巨大作用。

桥梁是一种造价较高的人工构造物，桥梁损坏后修复起来比较困难，严重的可能造成交通中断，甚至出现安全事故等，因此，对桥梁进行有效的养护工作，是延长其使用寿命、满足承载能力及通行能力、保障行车安全的重要保证；保持桥梁的良好状态，对公路运输具有重要意义。

桥梁检测中，对上部结构的检测比较重视，作为桥梁重要承重构件的桥墩则经常被忽视。桥墩的使用条件和使用环境较上部结构更为恶劣，例如，水下较高的静态应力和疲劳应力、水流冲刷、船舶碰撞等，均易导致水下桥墩形成裂缝和损伤，所以需要对水下桥墩进行检测。目前对桥墩的检测多采用蛙人下水进行人工摸排，借助水下摄像机进行外观检测，但是存在以下缺点：一是人工摸排，能够到达水下的深度有限；二是水下情况不明时，人工摸排存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明公开了一种水下桥墩检测结构，包括运载船，安装在运载船上的运载装置，安装在运载装置上且位于运载装置上方、用于夹紧桥墩的固定装置，安装在固定装置上且用于围绕桥墩运动的驱动装置，安装在驱动装置上且用于记录桥墩损伤的检测装置，其特征在于：

所述运载装置包括安装在运载船上的底座，垂直安装在底座上且为u形结构的支撑座，安装在支撑座上且位于支撑座两端的真空吸盘；

所述固定装置包括安装在真空吸盘上的支撑板，安装在支撑板上且沿y方向分布的一对底板，安装在底板上的夹紧组件，通过支撑柱安装在底板底部的固定板，安装在固定板上且用于带动夹紧组件运动的传动组件；

所述驱动装置包括用于向水下运动的升降组件，安装在升降组件上的第一驱动组件，安装在升降组件上的第二驱动组件。

本发明公开的一种优选的水下桥墩检测结构，其特征在于，所述夹紧组件包括安装在底板顶部且位于底板远离运载船一端、沿x方向分布的第一固定柱与第二固定柱，通过滚动轴承转动安装在底板上且位于底板靠近运载船一端、两端伸出底板的主轴，通过滚动轴承转动安装在第一固定柱上的第一转板，通过滚动轴承转动安装在第二固定柱上且运动过程中始终与第一转板对称的第二转板，安装在第一转板一端的第一夹紧板，安装在第二转板一端的第二夹紧板，安装在主轴顶部的主转板，一端与主转板铰接且另一端与第一转板铰接的第一杆，一端与主转板铰接且另一端与第二转板铰接的第二杆。

本发明公开的一种优选的水下桥墩检测结构，其特征在于，所述传动组件包括安装在固定板上且位于固定板远离运载船一侧、沿y方向分布的一对滑杆，位于滑杆上方的传动板，传动板上设有一对沿y方向分布的滑槽，顶部安装在传动板上且移动地安装在滑杆上的传动座，安装在固定板底部且位于两个滑杆之间、伸缩杆安装在传动板上的第一电动推杆，一端安装在主轴底部且另一端通过滑轮移动地安装在滑槽内的一对转杆。

本发明公开的一种优选的水下桥墩检测结构，其特征在于，所述升降组件包括安装在底板上的卷扬机，一端安装在卷扬机上且另一端穿过底板的钢丝绳，安装在钢丝绳上且位于底板下方的升降板，安装在升降板内表面且位于升降板三条边上的第二电动推杆，安装在第二电动推杆伸缩杆上的滚轮。

本发明公开的一种优选的水下桥墩检测结构，其特征在于，所述升降板在水平面的投影为u形结构；升降板包括主横板，垂直安装在主横板上且分别位于主横板两端的第一竖板、第二竖板。

本发明公开的一种优选的水下桥墩检测结构，其特征在于，所述第一驱动组件包括安装在第一竖板上且位于第一竖板远离主横板一端的电机，安装在第一竖板上且位于第一竖板靠近主横板一端的电磁铁a，一端安装在电机输出轴上的副横板，安装在副横板底部的第三电动推杆，移动地安装在副横板底部且一端安装在第三电动推杆伸缩杆上的辅助板a，安装在第一竖板上且位于第一竖板远离主横板一端的电磁铁b。

本发明公开的一种优选的水下桥墩检测结构，其特征在于，所述第二驱动组件包括安装在第二竖板上且位于第二竖板远离主横板一端的第四电动推杆，移动地安装在第二竖板底部且一端安装在第四电动推杆伸缩杆上的辅助板b，安装在主横板上的第五电动推杆，移动地安装在主横板底部且一端安装在第五电动推杆伸缩杆上的辅助板c。

本发明公开的一种优选的水下桥墩检测结构，其特征在于，所述辅助板a、辅助板b、辅助板c上分别安装有检测装置；

检测装置包括摄像机、照明光源。

本发明的检测方法如下：

s1：驾驶运载船靠近桥墩，桥墩位于两个固定板之间；

s2：传动组件带动第一夹紧板、第二夹紧板夹紧桥墩；

s3：运载装置松开支撑板，第二电动推杆带动滚轮抵接桥墩，卷扬机带动升降板向水下运动；

s4：每到达一个测量点时，第一驱动组件、第二驱动组件带动摄像装置完成检测工作。

本发明具有有益效果：本发明克服了现有技术的不足，提供了一种专门用于水下桥墩的检测结构及检测方法，该结构解决了现有人工下潜检测危险系数高、检测深度有限的问题。

附图说明

图1为本发明俯视图；

图2为本发明主视图；

图3为本发明仰视图；

图4为本发明滑槽与滚轮配合图。

图中标记如下：

100-运载船。

200-运载装置，201-底座，202-支撑座，203-真空吸盘。

300-固定装置，301-支撑板，302-底板，303-夹紧组件，304-固定板，305-传动组件，306-第一固定柱，307-第二固定柱，308-主轴，309-第一转板，310-第二转板，311-第一夹紧板，312-第二夹紧板，313-主转板，314-第一杆，315-第二杆，316-滑杆，317-传动板，318-滑槽，320-第一电动推杆，321-转杆，322-滑柱，323-滑轮。

400-驱动装置，402-第一驱动组件，403-第二驱动组件，404-卷扬机，405-钢丝绳，406-升降板，407-第二电动推杆，408-滚轮，409-主横板，410-第一竖板，411-第二竖板，412-电机，413-电磁铁a，414-副横板，415-第三电动推杆，416-辅助板a，417-电磁铁b，418-第四电动推杆，419-辅助板b，420-第五电动推杆，421-辅助板c。

500-检测装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1、图2、图3所示，一种水下桥墩检测结构及其检测方法，包括运载船100，安装在运载船100上的运载装置200，安装在运载装置200上且位于运载装置200上方、用于夹紧桥墩的固定装置300，安装在固定装置300上且用于围绕桥墩运动的驱动装置400，安装在驱动装置400上且用于记录桥墩损伤的检测装置500。

运载装置200包括安装在运载船100上的底座201，垂直安装在底座201上且为u形结构的支撑座202，安装在支撑座202上且位于支撑座202两端的真空吸盘203。

固定装置300包括安装在真空吸盘203上的支撑板301，安装在支撑板301上且沿y方向分布的一对底板302，安装在底板302上的夹紧组件303，通过支撑柱安装在底板302底部的固定板304，安装在固定板304上且用于带动夹紧组件303运动的传动组件305。

夹紧组件303包括安装在底板302顶部且位于底板302远离运载船100一端、沿x方向分布的第一固定柱306与第二固定柱307，通过滚动轴承转动安装在底板302上且位于底板302靠近运载船100一端、两端伸出底板302的主轴308，通过滚动轴承转动安装在第一固定柱306上的第一转板309，通过滚动轴承转动安装在第二固定柱307上且运动过程中始终与第一转板309对称的第二转板310，安装在第一转板309一端的第一夹紧板311，安装在第二转板310一端的第二夹紧板312，安装在主轴308顶部的主转板313，一端与主转板313铰接且另一端与第一转板309铰接的第一杆314，一端与主转板313铰接且另一端与第二转板310铰接的第二杆315。

传动组件305包括安装在固定板304上且位于固定板304远离运载船100一侧、沿y方向分布的一对滑杆316，位于滑杆316上方的传动板317，传动板317上设有一对沿y方向分布的滑槽318，顶部安装在传动板317上且移动地安装在滑杆316上的传动座，安装在固定板304底部且位于两个滑杆316之间、伸缩杆安装在传动板317上的第一电动推杆320，一端安装在主轴308底部且另一端通过滑轮323移动地安装在滑槽318内的一对转杆321。

如图4所示，滑槽318表面安装有一对滑柱322，滑轮323外圆柱面上设有与滑柱322相互配合的环形槽，滑柱322插入环形槽内。

通过传动组件305带动夹紧组件303夹紧桥墩，为驱动装置400、检测装置500的工作做好准备。

当需要夹紧组件303夹紧桥墩时，第一电动推杆320伸缩杆缩短，带动传动板317向靠近运载船100方向运动，滑轮323随传动板317移动，滑轮323带动转杆321转动，从而主轴308随转杆321转动；第一杆314、第二杆315、主转板313、第一转板309、第二转板310形成双摇杆结构，主转板313随主轴308转动，带动第一杆314、第二杆315转动，从而使第一转板309、第二转板310之间的夹角缩小，第一夹紧板311、第二夹紧板312夹紧桥墩。

如图1、图2、图3所示，驱动装置400包括用于向水下运动的升降组件，安装在升降组件上的第一驱动组件402，安装在升降组件上的第二驱动组件403。

升降组件包括安装在底板302上的卷扬机404，一端安装在卷扬机404上且另一端穿过底板302的钢丝绳405，安装在钢丝绳405上且位于底板302下方的升降板406，安装在升降板406内表面且位于升降板406三条边上的第二电动推杆407，安装在第二电动推杆407伸缩杆上的滚轮408。

通过升降组件带动升降板406运动，为检测多个高度的桥墩提供条件；通过第二电动推杆407伸缩杆的伸缩，带动滚轮408抵接桥墩，避免升降板406在运动过程中发生偏转。

升降板406在水平面的投影为u形结构；升降板406包括主横板409，垂直安装在主横板409上且分别位于主横板409两端的第一竖板410、第二竖板411。

第一驱动组件402包括安装在第一竖板410上且位于第一竖板410远离主横板409一端的电机412，安装在第一竖板410上且位于第一竖板410靠近主横板409一端的电磁铁a413，一端安装在电机412输出轴上的副横板414，安装在副横板414底部的第三电动推杆415，安装在副横板414底部的滑轨a，安装在滑轨a上且一端安装在第三电动推杆415伸缩杆上的辅助板a416，安装在第一竖板410上且位于第一竖板410远离主横板409一端的电磁铁b417。

第二驱动组件403包括安装在第二竖板411上且位于第二竖板411远离主横板409一端的第四电动推杆418，安装在第二竖板411底部的滑轨b，安装在滑轨b上且一端安装在第四电动推杆418伸缩杆上的辅助板b419，安装在主横板409上的第五电动推杆420，安装在主横板409底部的滑轨c，安装在滑轨c上且一端安装在第五电动推杆420伸缩杆上的辅助板c421。

辅助板a416、辅助板b419、辅助板c421上分别安装有检测装置500；检测装置500包括摄像机、照明光源。

通过第一驱动组件402、第二驱动组件403为每个高度桥墩的周向检测提供条件，利用第一驱动组件402、第二驱动组件403各完成桥墩180°的检测。

当第一驱动组件402未工作时，电磁铁a413处于通电状态具有磁性，电磁铁a413吸附副横板414，副横板414与第一竖板410平行；当第一驱动组件402工作时，第三电动推杆415伸缩杆伸长，带动辅助板a416在副横板414上移动，移动方向与副横板414平行，检测装置500随辅助板a416移动，从而完成桥墩的第一次检测；接着电磁铁a413断电，电机412带动副横板414转动90°，副横板414与主横板409平行，电磁铁b417处于通电状态具有磁性，电磁铁b417吸附副横板414；第三电动推杆415伸缩杆缩短，带动辅助板a416在副横板414上移动，移动方向与副横板414平行，检测装置500随辅助板a416移动，从而完成桥墩的第二次检测；

当第二驱动组件403工作时，第四电动推杆418伸缩杆伸长，带动辅助板b419在第二竖板411上移动，移动方向与第二竖板411平行，检测装置500随辅助板b419移动，从而完成桥墩的第三次检测；第五电动推杆420伸缩杆伸长，带动辅助板c421在主横板409上移动，移动方向与主横板409平行，检测装置500随辅助板c421移动，从而完成桥墩的第四次检测。

通过第一次检测、第二次检测、第三次检测、第四次检测，得到桥墩一个周向的检测数据。

本申请的控制系统采用性能稳定的可编程数控系统plc作为控制系统。控制系统实现运载装置、固定装置、驱动装置的自动控制，并根据实际情况与设置：第一电动推杆带动传动板在x方向上移动的距离，卷扬机带动升降板每次下降的高度，第二电动推杆带动滑轮运动的行程，第三电动推杆带动辅助板a的运动行程，第四电动推杆带动辅助板b的运动行程，第五电动推杆带动辅助板c的运动行程等参数。控制系统具有示校功能、断点记忆功能、断弧保护功能。

本发明的检测方法如下：

s1：驾驶运载船靠近桥墩，桥墩位于两个夹紧组件之间；

s2：传动组件带动夹紧组件夹紧桥墩；

s3：运载装置松开支撑板，第二电动推杆带动滚轮抵接桥墩；升降组件带动升降板向水下运动；

s4：每到达一个测量点时，第一驱动组件、第二驱动组件带动摄像装置完成检测工作。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。