CN103941308A - 一种二次衬砌质量辅助检测车装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二次衬砌质量辅助检测车装置，包括车架、固定于车架顶部的活动支撑管及固定于活动支撑管顶部的天线，活动支撑管包括多级铰接机构、限制上、下两铰接件相对运动角度的斜撑机构和微调结构、使天线能够进行竖直方向伸缩运动的套筒结构和在水平及竖直方向上的减震机构。本发明涉及的这种二次衬砌质量辅助检测车装置，能够连续、准确的检测隧道的拱腰及拱顶位置处的二次衬砌，检测效果好，能够实现节约成本、检测连续和减少配合人员的目的，优化了公路隧道二次衬砌质量检测。

Description

一种二次衬砌质量辅助检测车装置

技术领域

本发明涉及一种二次衬砌质量辅助检测车装置，尤其为一种在进行公路隧道二次衬砌质量检测时所利用的地质雷达400M天线的辅助检测车装置。

背景技术

公路隧道在进行交竣工验收时二次衬砌质量的检测是非常重要的一项内容。目前，普遍采用地质雷达结合400M天线进行，在检测时需要沿隧道的拱顶、两侧拱腰、两侧边墙布置五条测线。

目前，公路隧道二次衬砌质量检测普遍采用两种方式进行：

（1）公路隧道检测车

公路隧道检测车能较好的进行公路隧道的检测作业，但由于其具有以下三个特点，导致无法在隧道检测中普及。

①价格昂贵。目前公路隧道检测车普遍采用进口的形式购入，价格昂贵，一般在500万/辆。

②体积较大。由于公路隧道具有内部空间狭窄，光线灰暗等特点。因此，对于较为笨拙的隧道检测车在隧道内部很难施展手脚，大显身手。

③活动不便，检测连续性差。隧道衬砌质量检测时需要连续的移动400M天线，而对于隧道检测车却很难做到这一点。

（2）装载机斗内焊接钢筋支架

采用装载机斗内焊接钢筋支架形式也能较好的进行公路隧道衬砌质量检测作业，但由于以下两个特点也导致检测质量有所偏差。

①装载机司机驾驶技术的局限性。在隧道进行衬砌质量检测时，普遍会遇到拱顶已经布置了纵向的电缆盒，拱腰处也安装了灯具支架，风机底座U型槽也均已布置，再加上检测时隧道内路面不平整、光线灰暗，直接导致了驾驶环境恶化，影响驾驶效果，进而使检测结果失真，对检测人员的安全也不利。

②斗内检测人员的局限性。由于隧道检测中需要人员不间断的将400M天线举起与衬砌密贴，工人体力消耗较大，在检测任务较多的情况下，严重影响了所获得的雷达影像图，影响检测结果。

发明内容

本发明提供一种二次衬砌质量辅助检测车装置，能够克服隧道检测车及装载机检测效果不连续、检测效果差的缺陷，实现节约成本、检测连续和减少配合人员的目的，优化了公路隧道二次衬砌质量检测。

为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：一种二次衬砌质量辅助检测车装置，所述检测车装置包括车架、固定于车架顶部的活动支撑管及固定于活动支撑管顶部的天线，所述活动支撑管包括多级铰接机构、限制上、下两铰接件相对运动角度的斜撑机构和微调结构、使天线能够进行竖直方向伸缩运动的套筒结构和在水平及竖直方向上的减震机构。                                                                                                                                                       

进一步的，所述车架呈三角形，一角端上放置主机，车架的中部设置有平面夹板，活动支撑管即固定于该平面夹板。

进一步的，所述铰接机构包括旋转件和固定件，固定件的顶部设置有豁槽，豁槽的两端固定有旋转轴，旋转件连接于旋转轴，旋转件相对固定件豁槽内作旋转运动。

进一步的，所述斜撑机构包括两侧的支撑杆件、一个套筒和两个限位钉，支撑杆件的一端固定于上铰接件，另一端连接套筒；套筒套置在下铰接件上、并置于上下两个限位钉之间，套筒与下铰接件间为滑动连接。

进一步的，所述支撑杆件包括四个横向连接件和两根斜撑，四个横向连接件对称固定在上铰接件和套筒的两侧，两根斜撑固定连接于同侧两根横向连接件；斜撑与上铰接件的活动面平行；所述限位钉连接于活动支撑管的多个限位孔上。

进一步的，所述微调结构为位于上铰接件活动空间内的挡板，该挡板使上铰接件相对于下铰接件的运动角度为10°范围内。

进一步的，所述套筒结构包括套筒和弹簧，活动支撑管的两个断端限制在套筒内滑动，弹簧的两端压在断开的活动支撑管之间，弹簧设置在套筒内。

进一步的，活动支撑管断开两端具有凸台结构，所述凸台结构设置在套筒内，套筒两端具有防止凸台结构从套筒内划出的半封闭端口，弹簧设置在套筒内、并压在两凸台结构之间。

进一步的，所述减震机构包括水平减震机构，水平减震机构包括套筒和弹簧，弹簧的一端固定于连接活动支撑管上，另一端固定于套筒，套筒连接活动支撑管的下部分结构；

进一步的，所述减震机构包括竖直减震机构，竖直减震机构包括弹簧，弹簧连接于上、下两铰接件上。

进一步的，所述车架还包括若干连接杆、前部杆件连接器和后部杆件连接器，前部杆件连接器、后部杆件连接器处于车架的另外两个角端；前部杆件连接器与后部杆件连接器的外侧均连接有滚轮，主机槽的下方连接有滚轮。

本发明涉及的这种二次衬砌质量辅助检测车装置，能够连续、准确的检测隧道的拱腰及拱顶位置处的二次衬砌，检测效果好。而且能够减少现场检测配合人员，若隧道光线较充足，每间隔5m的标记清晰可见，即可实现一人操作。

附图说明

图1为本发明二次衬砌质量辅助检测车装置三维结构图；

图中1-船式天线外壳  2-微调结构  3-套筒结构  4-斜撑机构  5-减震机构  6-前部杆件连接器  7-后部杆件连接器  8-主机槽；

图2为本发明船式天线外壳放大图；

图3为本发明角度微调槽放大图；

图中21-旋转件  22-挡板 23-固定件 24-旋转轴

图4为本发明长距离软弹簧套筒放大图；

图中31-弹簧 32-套筒；

图5为本发明斜撑机构放大图；

图中41-旋转件 42-固定件 43-豁槽 44-旋转轴 45-横向连接件 47-斜撑 48-套筒  49-限位钉；

图6为本发明水平、垂直减震弹簧放大图；

51-套筒 52-弹簧 53-固定钮 54-弹簧  55-固定件 56-固定件 57-旋转轴 58-旋转件 59-豁槽；

图7为本发明前部杆件连接器放大图；

图8为本发明后部杆件连接器放大图；

图9为本发明方向控制器及主机放置槽放大图。

图10为本发明两节管段连接图。

具体实施方式

如图1所示，本发明采用反置平面三角形的框架结构作为整个检测车的底部支座以及滑移系统，并在后部加装方向控制设备以及放置地质雷达主机的构件。然后在底部平面中部设置一块平面夹板，在夹板的中央设置竖向的活动支撑管，并将400M天线置于其末端，实现检测。400M天线加装船式防阻外壳装置。避免了在检测车前行期间所遇到的凹凸不平及二次衬砌错台，保证检测顺利连续进行。

检测车车架呈三角形，一角端上放置主机，车架的中部设置有平面夹板，活动支撑管即固定于该平面夹板。车架还包括若干连接杆、前部杆件连接器6和后部杆件连接器7，前部杆件连接器6、后部杆件连接器7处于车架的另外两个角端；前部杆件连接器6与后部杆件连接器7的外侧均连接有滚轮，主机槽8的下方连接有滚轮。

活动支撑管采用斜撑来控制天线的角度及高度，实现了充分且恰当的检测拱腰及拱顶部位混凝土质量。

铰接机构为多处，每个铰接机构包括旋转件和固定件，如图3所示，旋转件21和固定件23，图5中的旋转件41和固定件42，固定件42的顶部设置有豁槽43，豁槽的两端固定有旋转轴44，旋转件41连接于旋转轴44，旋转件41相对固定件豁槽43内作旋转运动。

微调结构2为位于上铰接件活动空间内的挡板22，该挡板22使上铰接件相对于下铰接件的运动角度为10°范围内。在天线的下部设置角度微调槽，微调槽由挡板22连接在下铰接件上形成。在进行衬砌检测时，天线能左右摆动5度左右，天线能自动找平，保证天线与衬砌的密贴。

套筒结构3包为长距离的软弹簧套筒，包括套筒32和弹簧31，弹簧31的两端压在断开的活动支撑管之间，弹簧31设置在套筒32内。该结构避免了在检测时检测车与衬砌的远近变化导致的天线与衬砌不能密贴，以及控制其接触压力，减小摩阻，在提高检测效果的同时保护整个装置以及天线。便于在开始的节段管安装调试，特别是对于在检测拱顶时，在拼装最后一节管段时，可以先将整个连接管人为的挤压使其上部紧贴拱顶，然后再安装底部最后一节管段。

斜撑机构4包括两侧的支撑杆件、一个套筒48和两个限位钉49，支撑杆件的一端固定于上铰接件，另一端连接套筒；套筒48套置在下铰接件上、并置于上下两个限位钉49之间，套筒与下铰接件间为滑动连接。

支撑杆件包括四个横向连接件45和两根斜撑47，四个横向连接件45对称固定在上铰接件和套筒的两侧，两根斜撑47固定连接于同侧两根横向连接件；斜撑47与上铰接件的活动面平行。该斜撑机构的运行原理为：套筒上下滑动推动斜撑倾斜，倾斜的斜撑带动铰接机构的旋转件发生倾斜，旋转件与固定件的夹角根据套筒滑动的位移量确定，连接限位钉的限位孔设有多个，事先根据实地情况确定好测量所需的角度，连接固定两个限位钉，限位钉固定好后，设置在两限位钉之间的套筒即被固定无法滑动，铰接机构旋转件与固定件之间的夹角也被确定。

减震机构5包括竖直减震机构，竖直减震机构包括弹簧54，弹簧连接于上、下两铰接件上。两铰接件上连接有固定件，呈柱形，可采用螺栓连接，将弹簧54固定于固定件55和固定件56之间。减震机构5还包括水平减震机构，水平减震机构包括套筒51和弹簧52，弹簧的一端固定于连接活动支撑管上，固定于固定钮53，另一端固定于套筒51，套筒连接活动支撑管的下部分结构。上部分结构与下部分结构之间可相对转动，因此，在发生转动过程中，通过弹簧的弹力作用，可起到减震作用。图中为使减震效果好，可采用两个或以上数量的弹簧。设置水平减震装置（用于减小检测拱腰时的反向扭转力臂，保护装置及天线）以及垂直减震装置（用于减小检测拱顶时的反向力，保护装置及天线）。

三角形的平面支座系统在合理范围内尽可能的采用较大的面积，并统一采用重质硬质材料制成，活动支撑管材料均采用轻质硬质材料制成。整个结构均采用拆卸拼装形式，管段均采用套筒加销钉的连接方式。该装置配有不同长度规格的管段，在提高现场拼装调试灵活性的同时适应不同断面的隧道。

具体操作方法如下：

（1）将仪器所有的构配件运至指定的检测地点，按图示进行现场拼装，并将地质雷达主机与天线连接合适。

（2）按照通常的检测方式进行检测，由一名检测人员进行掌握方向控制器及主机槽8，在每隔5m处进行打一标记。

检测拱腰时，首先进行管段的拼接，选择适当长度的管段组合，使斜撑机构4在适当的角度位置，保证检测车在平稳顺利行驶的同时使得套筒结构3有一定的接触压力。

检测拱顶时，同样需按上述步骤进行，同时使得斜撑机构在垂直的位置。

（3）获取相关的检测资料，进行处理，得出结论。

本发明涉及的这种二次衬砌质量辅助检测车装置：能够方便被运输，进行现场拼装；能够连续、准确的检测隧道的拱腰及拱顶位置处的二次衬砌，检测效果好；能够节约现场检测配合人员，间隔5m的标记清晰情况下可实现一人操作；可确保人员安全，检测质量高效、节约成本、便于携带、拆拼方便、节省时间，提高二次衬砌检测质量。

 本发明所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述检测车装置包括车架、固定于车架顶部的活动支撑管及固定于活动支撑管顶部的天线，所述活动支撑管包括多级铰接机构、限制上、下两铰接件相对运动角度的斜撑机构和微调结构、使天线能够进行竖直方向伸缩运动的套筒结构和在水平及竖直方向上的减震机构。

2.根据权利要求1所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述车架呈三角形，一角端上放置主机，车架的中部设置有平面夹板，活动支撑管即固定于该平面夹板。

3.根据权利要求1所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述铰接机构包括旋转件和固定件，固定件的顶部设置有豁槽，豁槽的两端固定有旋转轴，旋转件连接于旋转轴，旋转件相对固定件豁槽内作旋转运动。

4.根据权利要求1所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述斜撑机构包括两侧的支撑杆件、一个套筒和两个限位钉，支撑杆件的一端固定于上铰接件，另一端连接套筒；套筒套置在下铰接件上、并置于上下两个限位钉之间，套筒与下铰接件间为滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述支撑杆件包括四个横向连接件和两根斜撑，四个横向连接件对称固定在上铰接件和套筒的两侧，两根斜撑固定连接于同侧两根横向连接件；斜撑与上铰接件的活动面平行。

6.根据权利要求4所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述限位钉连接于活动支撑管的多个限位孔上。

7.根据权利要求1所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述微调结构为位于上铰接件活动空间内的挡板，该挡板使上铰接件相对于下铰接件的运动角度为10°范围内。

8.根据权利要求1所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述套筒结构包括套筒和弹簧，活动支撑管的两个断端限制在套筒内滑动，弹簧的两端压在断开的活动支撑管之间，弹簧设置在套筒内。

9.根据权利要求1所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述减震机构包括水平减震机构，水平减震机构包括套筒和弹簧，弹簧的一端固定于连接活动支撑管上，另一端固定于套筒，套筒连接活动支撑管的下部分结构。

10.根据权利要求1或9所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述减震机构包括竖直减震机构，竖直减震机构包括弹簧，弹簧连接于上、下两铰接件上。

11.根据权利要求2所述的一种二次衬砌质量辅助检测车装置，其特征在于，所述车架还包括若干连接杆、前部杆件连接器和后部杆件连接器，前部杆件连接器、后部杆件连接器处于车架的另外两个角端；前部杆件连接器与后部杆件连接器的外侧均连接有滚轮，主机槽的下方连接有滚轮。