一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括承載架、設(shè)置在承載架內(nèi)用于模擬高速公路的高速公路混合料、數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)和用于模擬高速公路承載壓力的加載機(jī)構(gòu)；加載機(jī)構(gòu)包括動態(tài)加載單元和靜態(tài)加載單元，動態(tài)加載單元包括與承載架連接的滑行槽、用于調(diào)節(jié)滑行槽角度的支撐柱和沿滑行槽軌道運(yùn)動的載重車，載重車上設(shè)置有載重塊，靜態(tài)加載單元包括倒梯形臺，倒梯形臺上設(shè)置有載重塊。本實(shí)用新型可精確的找到靜載高速公路和動載高速公路的最大承載能力，提高了模擬實(shí)驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確度，可以用于高速公路質(zhì)量評價(jià)和高速公路養(yǎng)護(hù)，使用操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
【專利說明】
一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及公路沉降變形監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來各地區(qū)都有路面突然塌陷，同一路段反復(fù)塌陷，造成人員傷害和巨大經(jīng)濟(jì)損失的報(bào)道。由于高速公路里程長，地處城市邊緣，多數(shù)情況要根據(jù)地形修建，需要架設(shè)立交橋，隧道等輔助工程，傳統(tǒng)的電學(xué)儀器和檢測方法很難對全路段進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一般通過養(yǎng)護(hù)工人巡查、位移計(jì)、振動計(jì)和路面開挖等手段進(jìn)行監(jiān)測，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)地下空洞和沉降等路面變形情況。
[0003]模擬實(shí)驗(yàn)即通過在室內(nèi)采用某些人工材料，按照一定比例做成相似模型，通過對模型上的應(yīng)力、應(yīng)變和位移的觀測分析模擬原型上發(fā)生的力學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律。模擬試驗(yàn)的最大特點(diǎn)是可以人為地控制和改變試驗(yàn)條件，從而確定單因素或多因素對高速公路影響的規(guī)律，試驗(yàn)效果清楚直觀，而且試驗(yàn)周期短，見效快，在橋梁公路的研究中發(fā)揮了巨大的作用， 對研究橋梁公路的沉降、應(yīng)變具有顯著的優(yōu)勢，在橋梁公路工程問題研究過程中占據(jù)著不可替代的重要地位。因此需要一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便且實(shí)用性強(qiáng)的高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可精確的找到尚速公路靜載和動載的最大承載能力，提尚了 t旲擬實(shí)驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確度，可以用于高速公路質(zhì)量評價(jià)和高速公路養(yǎng)護(hù)，使用操作方便，使用效果好，便于推廣使用。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可精確的找到高速公路靜載和動載的最大承載能力，提高了模擬實(shí)驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確度，可以用于高速公路質(zhì)量評價(jià)和高速公路養(yǎng)護(hù)，使用操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括承載箱、設(shè)置在承載箱內(nèi)用于模擬高速公路的高速公路混合料、數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)和用于模擬高速公路承載壓力的加載機(jī)構(gòu);所述加載機(jī)構(gòu)包括動態(tài)加載單元和靜態(tài)加載單元，所述動態(tài)加載單元包括與承載箱連接的滑行槽、用于調(diào)節(jié)滑行槽角度的支撐柱和沿滑行槽軌道運(yùn)動的載重車，所述載重車上設(shè)置有載重塊，所述靜態(tài)加載單元包括倒梯形臺，所述倒梯形臺上設(shè)置有載重塊;所述數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)包括微控制器和與微控制器輸出端相接的以太網(wǎng)接口電路，所述微控制器的輸入端接有多個(gè)應(yīng)力傳感器，所述以太網(wǎng)接口電路的輸出端接有SD卡接口電路和通過Interne t網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)接口電路進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)，所述SD卡接口電路上接有SD卡；多個(gè)所述應(yīng)力傳感器均勻布設(shè)在高速公路混合料模擬的高速公路基層與聯(lián)結(jié)層之間。
[0006]上述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在載重車上的速度傳感器，所述速度傳感器的輸出端與微控制器相接。
[0007]上述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述承載箱包括底板和固定連接在底板上的圍板，所述圍板由四塊垂直于底板的側(cè)板構(gòu)成，相對的兩塊所述側(cè)板上開設(shè)有滑行槽接口。
[0008]上述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述高速公路混合料的頂端與側(cè)板上滑行槽接口的底端齊平。
[0009]上述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述應(yīng)力傳感器為單模光纖應(yīng)力傳感器。
[0010]上述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述倒梯形臺上底面積和下底面積之比為8:1。
[0011]上述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述微控制器為單片機(jī)。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):[〇〇13]1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)及使用操作方便。
[0014]2、本實(shí)用新型通過數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)接收模塊對高速公路混合料進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測，可精確的找到高速公路靜載和動載的最大承載能力，提高了模擬實(shí)驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確度， 可以用于高速公路質(zhì)量評價(jià)和高速公路養(yǎng)護(hù)，操作便捷，使用效果好。
[0015]3、本實(shí)用新型還可用于橋梁和隧道的模擬，適用范圍廣，便于推廣使用。[0〇16]綜上所述，本實(shí)用新型可精確的找到尚速公路靜載和動載的最大承載能力，提尚了模擬實(shí)驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確度，可以用于高速公路質(zhì)量評價(jià)和高速公路養(yǎng)護(hù)，使用操作方便， 實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
[0017]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述?！靖綀D說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型承載箱、高速公路混合料和動態(tài)加載單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型承載箱、高速公路混合料和靜態(tài)加載單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型承載箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)的電路原理框圖。[〇〇22]附圖標(biāo)記說明:[〇〇23]1 一承載箱；2—高速公路混合料；3—支撐柱；[〇〇24]4一滑行槽；5—載重車；6—倒梯形臺；[0〇25]7一載重塊；8—應(yīng)力傳感器；9一微控制器；
[0026]10一以太網(wǎng)接口電路；11 一Internet網(wǎng)絡(luò)；12—計(jì)算機(jī)；[〇〇27]13—SD卡接口電路；14一SD卡；15—速度傳感器；[〇〇28]1-1 一底板；1-2—側(cè)板；1-3—滑行槽接口。【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)用新型包括承載箱1、設(shè)置在承載箱1內(nèi)用于模擬高速公路的高速公路混合料2、數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)和用于模擬高速公路承載壓力的加載機(jī)構(gòu);所述加載機(jī)構(gòu)包括動態(tài)加載單元和靜態(tài)加載單元，所述動態(tài)加載單元包括與承載箱1連接的滑行槽4、用于調(diào)節(jié)滑行槽4角度的支撐柱3和沿滑行槽4軌道運(yùn)動的載重車5,所述載重車5 上設(shè)置有載重塊7,所述靜態(tài)加載單元包括倒梯形臺6,所述倒梯形臺6上設(shè)置有載重塊7;所述數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)包括微控制器9和與微控制器9輸出端相接的以太網(wǎng)接口電路10,所述微控制器9的輸入端接有多個(gè)應(yīng)力傳感器8，所述以太網(wǎng)接口電路10的輸出端接有SD卡接口電路 13和通過Internet網(wǎng)絡(luò)11與以太網(wǎng)接口電路10進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)12,所述SD卡接口電路13 上接有SD卡(14);多個(gè)所述應(yīng)力傳感器8均勻布設(shè)在高速公路混合料2模擬的高速公路基層與聯(lián)結(jié)層之間。
[0030]如圖4所示，本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在載重車5上的速度傳感器15，所述速度傳感器15的輸出端與微控制器9相接。[〇〇31]如圖3所示，本實(shí)施例中，所述承載箱1包括底板1-1和固定連接在底板1-1上的圍板，所述圍板由四塊垂直于底板1-1的側(cè)板1-2構(gòu)成，相對的兩塊所述側(cè)板1-2上開設(shè)有滑行槽接口 1-3。
[0032]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中，所述高速公路混合料2的頂端與側(cè)板1-2上滑行槽接口 1-3的底端齊平。[0〇33]本實(shí)施例中，所述應(yīng)力傳感器8為單模光纖應(yīng)力傳感器。
[0034]本實(shí)施例中，所述倒梯形臺6上底面積和下底面積之比為8:1。
[0035]本實(shí)施例中，所述微控制器9為單片機(jī)。
[0036]具體實(shí)施時(shí)，動態(tài)加載實(shí)驗(yàn)時(shí)，將高速公路混合料2鋪設(shè)在承載箱1內(nèi)，將應(yīng)力傳感器8布設(shè)在高速公路混合料2模擬的高速公路基層與聯(lián)結(jié)層之間，將滑行槽4與承載箱1的滑行槽接口 1-3相接，載重車5從滑行槽4上滑下，移動支撐柱3的位置改變滑行槽4與水平面的夾角，從而改變載重車5進(jìn)入高速公路混合料2時(shí)的速度，載重車5的質(zhì)量由加載在載重車5 上的載重塊7的數(shù)量控制，改變載重車5的速度與重量，通過應(yīng)力傳感器8測試記錄高速公路混合料2各個(gè)位置的應(yīng)力數(shù)據(jù)，通過速度傳感器15檢測載重車5的速度，并且微控制器9將信息通過以太網(wǎng)接口電路10和Internet網(wǎng)絡(luò)11發(fā)送到計(jì)算機(jī)12上，供實(shí)驗(yàn)人員在計(jì)算機(jī)12上查看并對數(shù)據(jù)作進(jìn)一步分析處理，得到高速公路混合料2的最大承受應(yīng)力和路面摩擦力等數(shù)據(jù)，并且可以通過SD卡接口電路13將數(shù)據(jù)儲存在SD卡中，便于實(shí)驗(yàn)人員調(diào)用。
[0037]靜態(tài)加載實(shí)驗(yàn)時(shí)，將高速公路混合料2鋪設(shè)在承載箱1內(nèi)，將應(yīng)力傳感器8布設(shè)在高速公路混合料2模擬的高速公路基層與聯(lián)結(jié)層之間，將倒梯形臺6放置在高速公路混合料2 上，將載重車5放置在倒梯形臺6上，改變載重車5的位置和載重車5上的載重塊7的數(shù)量，通過應(yīng)力傳感器8測試記錄高速公路混合料2各個(gè)位置的應(yīng)力數(shù)據(jù)，并且微控制器9將信息通過以太網(wǎng)接口電路10和Internet網(wǎng)絡(luò)11發(fā)送到計(jì)算機(jī)12上，供實(shí)驗(yàn)人員在計(jì)算機(jī)12上查看并對數(shù)據(jù)作進(jìn)一步分析處理，得到高速公路混合料2的承載力和應(yīng)力的比值，并且可以通過 SD卡接口電路13將數(shù)據(jù)儲存在SD卡中，便于實(shí)驗(yàn)人員調(diào)用。
[0038]以上所述，僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括承載箱(1)、設(shè)置在承載箱(I)內(nèi)用于模擬高速公路的高速公路混合料(2)、數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)和用于模擬高速公路承載壓 力的加載機(jī)構(gòu);所述加載機(jī)構(gòu)包括動態(tài)加載單元和靜態(tài)加載單元，所述動態(tài)加載單元包括 與承載箱(1)連接的滑行槽(4)、用于調(diào)節(jié)滑行槽(4)角度的支撐柱(3)和沿滑行槽(4)軌道 運(yùn)動的載重車(5)，所述載重車(5)上設(shè)置有載重塊(7)，所述靜態(tài)加載單元包括倒梯形臺 (6)，所述倒梯形臺(6)上設(shè)置有載重塊(7);所述數(shù)據(jù)監(jiān)測機(jī)構(gòu)包括微控制器(9)和與微控 制器(9)輸出端相接的以太網(wǎng)接口電路(10 )，所述微控制器(9)的輸入端接有多個(gè)應(yīng)力傳感 器(8 )，所述以太網(wǎng)接口電路(10)的輸出端接有SD卡接口電路(13)和通過Interne t網(wǎng)絡(luò)(II)與以太網(wǎng)接口電路(10)進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)(12 )，所述SD卡接口電路(13)上接有SD卡 (14);多個(gè)所述應(yīng)力傳感器(8)均勻布設(shè)在高速公路混合料(2)模擬的高速公路基層與聯(lián)結(jié) 層之間。2.按照權(quán)利要求1所述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù) 監(jiān)測機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在載重車(5)上的速度傳感器(15)，所述速度傳感器(15)的輸出端與 微控制器(9)相接。3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述 承載箱(1)包括底板(1-1)和固定連接在底板(1-1)上的圍板，所述圍板由四塊垂直于底板 (1-1)的側(cè)板(1-2)構(gòu)成，相對的兩塊所述側(cè)板(1-2)上開設(shè)有滑行槽接口(1-3)。4.按照權(quán)利要求3所述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述高速 公路混合料(2)的頂端與側(cè)板(1-2)上滑行槽接口(1-3)的底端齊平。5.按照權(quán)利要求1所述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述應(yīng)力 傳感器(8)為單模光纖應(yīng)力傳感器。6.按照權(quán)利要求1所述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述倒梯 形臺(6)上底面積和下底面積之比為8:1。7.按照權(quán)利要求1所述的一種高速公路變形監(jiān)測模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述微控 制器(9)為單片機(jī)。
【文檔編號】G01N19/00GK205643123SQ201620372784
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】田鑫元, 張鵬超, 張渤
【申請人】西安科技大學(xué)