一种高架桥弧形匝道坡度检测装置及检测方法与流程

1.本发明涉及桥梁坡度检测领域，特别是一种高架桥弧形匝道坡度检测装置及检测方法。


背景技术：

2.高架桥，尤其是高架立交桥包含多个弧形匝道，其中对向匝道需要车辆在匝道上转动270度，车辆在弧形匝道上行驶车辆会产生一个较大的离心力，且车辆速度越快离心力越大，因此，此类匝道需要设置成带有一定的坡度，及车辆的外侧要高与车辆侧内侧，其目的是用路面对车辆的支持力的分离抵消部分车辆在转弯时的离心力，使得车辆在转弯过程中更加平稳，减少轮胎在路面上的侧滑，使桥梁使用更加安全，在高架桥施工完成后需要对其匝道上的坡度进行检测，以保证坡度符合匝道的行驶速度要求，现阶段的检测方式一般通过两点侧两高度差的方式进行检测，由于匝道路面长且路面宽在铺装时存在误差，需要进行多点取点测量，即使如此也不能全面的检测桥梁各部分的坡度，并且传统的检测方式需要进行换算计算，检测结果不能及时显示，造成检测效率低等问题。


技术实现要素：

3.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种高架桥弧形匝道坡度检测装置及检测方法，有效的解决了现有高架桥弧形匝道坡度检测时尖刺效率低，检测直观性差及检测不全面的问题。
4.一种高架桥弧形匝道坡度检测装置包括一个底板，底板前端的中间位置设有一个下端固定在底板上的滑块，滑块的上端滑动安装有一个可左右滑动的滑轨，滑轨的左右两端各固定有一个配重块，底板的后侧设有一个水箱，水箱内含有色液体，水箱的后端设有一个l形管，水箱内置有一个可对l形管进行供水的水泵，l形管的横管端与水箱连通，竖管端固定并连通有一个水平且两端开口的喷管，l形管与喷管的中间位置连通，喷管的下端沿其长度方向间隔均布有多个朝下的喷头，喷管的左右两侧各插装有一个与喷管内部滑动贴合安装的活塞杆，活塞杆置于喷管外的部分套装有一个可使活塞杆向喷管内复位的第一弹簧，底板的左右侧各设有一个按压开关，按压开关触头与配重块直接接触，按压开关控制水泵的开闭及水泵功率，按压开关被挤压程度越高水泵输出功率越大。
5.优选的，所述配重块的下端安装有支腿，支腿的下端安装有在底板上滑动的滚轮。
6.优选的，所述滑块的左两侧各设有一个第二弹簧，第二弹簧的一端固定在滑块上，另一端固定在对应的配重块上。
7.优选的，所述底板的左右两侧各设有两个锁紧螺栓。
8.优选的，所述底板的左右两侧各设有一个竖板，按压开关固定在对应侧的竖板上。
9.一种高架桥弧形匝道坡度检测装置的检测方法，包括如下步骤：步骤一，选用承载车并将本装置安装在承载车上，其中承载车优选用带有定速巡航功能的皮卡车，皮卡车货厢上应设有可供锁紧锁定紧固的安装座，并通过锁紧锁紧螺钉
将底板固定在皮卡车上，安装要求装置的底板与车厢底面平行，喷管与车车厢底面平行，喷管从车厢尾部伸出并贴近地面，水泵电源由皮卡车提供；步骤二，在直线路段调整承载车速度并在进入弧形匝道前将车辆调整成定速巡航模式以设定的速度进入到弧形匝道并匀速通过弧形匝道，以此种方式在匝道的不同车道上行驶通过；步骤三，观察并测量车辆通过后经喷管喷头喷射出的有色液体的宽度并标记处有色液体宽度突变的区域；步骤四，重复步骤二并提高车辆进入匝道的定速巡航速度，观察并标记出喷射的有色液体的宽度变化位置是否重叠，若为未重叠，重复步骤四一到两次，还未找到即可停止；步骤五，根据步骤四中的标记位置，通过两点测量高度差方的法经水平仪计算得出该位置的具体倾斜角度，对有色液体喷射宽度均匀的路段，取一至两个样本点测量计算得出倾斜角度即可。
10.本发明构思新颖，结构巧妙，实用性强，有效的解决了现有高架桥弧形匝道坡度检测时尖刺效率低，检测直观性差及检测不全面的问题。
附图说明
11.图1为本发明主视图。
12.图2为本发明俯视图。
13.图3为本发明左视图。
14.图4为本发明受力分析图。
具体实施方式
15.以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
16.由图1至图3给出, 一种高架桥弧形匝道坡度检测装置包括一个底板1，底板1前端的中间位置设有一个下端固定在底板1上的滑块2，滑块2的上端滑动安装有一个可左右滑动的滑轨3，滑轨3的左右两端各固定有一个配重块4，底板1的后侧设有一个水箱5，水箱5内含有色液体，水箱5的后端设有一个l形管6，水箱5内置有一个可对l形管6进行供水的水泵，l形管6的横管端与水箱5连通，竖管端固定并连通有一个水平且两端开口的喷管7，l形管6与喷管7的中间位置连通，喷管7的下端沿其长度方向间隔均布有多个朝下的喷头8，喷管7的左右两侧各插装有一个与喷管7内部滑动贴合安装的活塞杆9，活塞杆9置于喷管7外的部分套装有一个可使活塞杆9向喷管7内复位的第一弹簧10，底板1的左右侧各设有一个按压开关11，按压开关11触头与配重块4直接接触，按压开关11控制水泵的开闭及水泵功率，按压开关11被挤压程度越高水泵输出功率越大。
17.为了实现配重块4的支撑和滑动，所述配重块4的下端安装有支腿12，支腿12的下端安装有在底板1上滑动的滚轮13。
18.为了方便配重块4的初始位置的限位，所述滑块2的左两侧各设有一个第二弹簧14，第二弹簧14的一端固定在滑块2上，另一端固定在对应的配重块4上。
19.为了实现底板1在车上的固定，所述底板1的左右两侧各设有两个锁紧螺栓。
20.为了实现按压开关11的固定，所述底板1的左右两侧各设有一个竖板，按压开关11固定在对应侧的竖板上。
21.一种高架桥弧形匝道坡度检测装置的检测方法，包括如下步骤：步骤一，选用承载车并将本装置安装在承载车上，其中承载车优选用带有定速巡航功能的皮卡车，皮卡车货厢上应设有可供锁紧锁定紧固的安装座，并通过锁紧锁紧螺钉将底板1固定在皮卡车上，安装要求装置的底板1与车厢底面平行，喷管7与车车厢底面平行，喷管7从车厢尾部伸出并贴近地面，水泵电源由皮卡车提供；步骤二，在直线路段调整承载车速度并在进入弧形匝道前将车辆调整成定速巡航模式以设定的速度进入到弧形匝道并匀速通过弧形匝道，以此种方式在匝道的不同车道上行驶通过；步骤三，观察并测量车辆通过后经喷管7喷头8喷射出的有色液体的宽度并标记处有色液体宽度突变的区域；步骤四，重复步骤二并提高车辆进入匝道的定速巡航速度，观察并标记出喷射的有色液体的宽度变化位置是否重叠，若为未重叠，重复步骤四一到两次，还未找到即可停止；步骤五，根据步骤四中的标记位置，通过两点测量高度差方的法经水平仪计算得出该位置的具体倾斜角度，对有色液体喷射宽度均匀的路段，取一至两个样本点测量计算得出倾斜角度即可。
22.本装置的原理，以受力分析图可看出，质量为m的车辆以恒定速度v通过半径为r的弧形匝道时其所受的离心力为v2m/r,其中车辆在行驶时所受的力有路面对车辆的支持力fn，车辆所受的重力g，路面对车辆侧摩擦力，但本装置上的滑轨3滑动安装在滑块2上，配重块4又安装在滚轮13上，其所受的摩擦力很小并不影响变量，因此可忽略不计，以及第二弹簧14的弹力和配重块4挤压按压开关11的力，两个力方向相同合并为fs，经受力分离可得出：在竖直方向的力学方程f
n1
=g+f
s1
在水平方向的力学方程为：v2m/r= f
s2
+ f
n2
其中f
n1
=cosafn；f
n2
=sinafn；f
s2
=cosafn；f
s1
=sinafn可得出fs绝对的值，因此可知a的角度一定时fs值一定，因此在恒定速度下a越大直接影响fs一定范围内越小。
23.本装置通过恒定速度下通过弧形匝道实现，如果弧形匝道的倾斜角度保持相同，fs保持恒定，在恒定的力下挤压外侧的按压开关11使得水泵输出功率相同，此时水压保持一致，因此水箱5内的水经l形管6向喷管7输出的水流保持一致，此时水压使得两个活塞杆9伸出的长度相同，有色液体经喷管7和喷头8喷在路面的宽度保持一致，当弧形匝道上倾斜角度变化后，fs改变，使得按压开关11松开或按压加剧，此时的水泵输出功率增大减小均能实现喷管7喷出有色液体的宽度变化，此时突变位置的路面倾斜角度存在变化，即可检测出路面倾斜角度的是否符合预设值。
24.本装置对比传统设备有以下好处：1、本装置通过车载以恒定的速度快速通过待检测的桥梁匝道，通过观察有色液体的喷射宽度快速找到路面倾斜角度变化位置，在通过水平仪测定可判断出该位置倾斜角度
高于设定值还是低于设定值，通过本装置的配合可快速排除倾斜角度相同的路段，极大的降低了检测取样区间，提高检测效率、降低检测成本。
25.2、本装置在检测路面进行全路段有色液体的喷涂，这使得整个路面均被检测，检测范围更加全面，对比传统取点测量而言，取点即使再密集也不可能实现全部位置的检测，本装置对比传统检测装置及方法，实现了全覆盖式检测，检测更全面，更快速。