本發(fā)明涉及測(cè)試，尤其涉及一種高速公路橋梁改擴(kuò)建留用墩柱載荷性能測(cè)試方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、cn111595497b公開(kāi)了一種固定式橋墩沖擊監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置及其布設(shè)方法，涉及橋梁橋墩結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于無(wú)法對(duì)橋墩結(jié)構(gòu)所受的應(yīng)力進(jìn)行良好監(jiān)測(cè)，同時(shí)缺少數(shù)據(jù)對(duì)橋墩所受撞擊進(jìn)行有效預(yù)警，從而導(dǎo)致橋墩壽命縮短的問(wèn)題，該方案的監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置包括n個(gè)監(jiān)測(cè)板組件和n個(gè)聲測(cè)管組件，n為正整數(shù)，所述n個(gè)監(jiān)測(cè)板組件首尾依次排列形成框體，相鄰兩個(gè)監(jiān)測(cè)板組件的連接處設(shè)有一個(gè)聲測(cè)管組件，每個(gè)聲測(cè)管組件和一個(gè)監(jiān)測(cè)板組件通過(guò)兩個(gè)合頁(yè)片相連，且每個(gè)監(jiān)測(cè)板組件與橋墩側(cè)壁固定連接。該方案主要用于對(duì)橋墩結(jié)構(gòu)所受應(yīng)力進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

2、cn108760094a公開(kāi)了一種橋墩/臺(tái)壓力監(jiān)測(cè)方法，在橋墩/臺(tái)的支座中設(shè)計(jì)一個(gè)流體物質(zhì)或軟性物質(zhì)的容器，當(dāng)支座受力時(shí)，通過(guò)流體物質(zhì)或軟性物質(zhì)的力傳遞特性，在一個(gè)便于操作和更換傳感器的位置和方位進(jìn)行測(cè)量，方便測(cè)量操作，并使傳感器可維護(hù)和更換，實(shí)現(xiàn)了在橋墩/臺(tái)的生命周期內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)橋體靜態(tài)重量和動(dòng)態(tài)的受力變化。該方案還公開(kāi)了相應(yīng)的橋墩/臺(tái)壓力監(jiān)測(cè)裝置。

3、因此，相關(guān)技術(shù)雖然可以監(jiān)測(cè)橋墩所受的應(yīng)力，但無(wú)法檢測(cè)橋梁墩柱在長(zhǎng)期承受橋梁的載荷的過(guò)程中的抗載荷性能，也無(wú)法確定橋梁墩柱是否能繼續(xù)承受載荷，并在改擴(kuò)建過(guò)程中留用。

4、公開(kāi)于本技術(shù)背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本技術(shù)的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種高速公路橋梁改擴(kuò)建留用墩柱載荷性能測(cè)試方法和系統(tǒng)，能夠解決相關(guān)技術(shù)無(wú)法檢測(cè)橋梁墩柱在長(zhǎng)期承受橋梁的載荷的過(guò)程中的抗載荷性能，也無(wú)法確定橋梁墩柱是否能繼續(xù)承受載荷，并在改擴(kuò)建過(guò)程中留用的技術(shù)問(wèn)題。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種高速公路橋梁改擴(kuò)建留用墩柱載荷性能測(cè)試方法,包括：

3、根據(jù)留用墩柱的承臺(tái)的底面形心，選取地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域，其中，所述地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域?yàn)樵诘孛嫔线x取的以所述留用墩柱的承臺(tái)的底面形心為圓心的圓形區(qū)域，所述圓形區(qū)域的半徑為預(yù)設(shè)半徑；

4、在所述地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域內(nèi)選擇多個(gè)第一測(cè)試點(diǎn)，并在第一測(cè)試點(diǎn)處豎直向下插入測(cè)試桿，并以預(yù)設(shè)力度向下敲擊測(cè)試桿，并在敲擊第一預(yù)設(shè)次數(shù)后，記錄各個(gè)測(cè)試桿的下降深度；

5、根據(jù)所述第一測(cè)試點(diǎn)在所述地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域中的第一位置信息，以及各個(gè)測(cè)試桿的下降深度，確定地面基礎(chǔ)性能評(píng)分；

6、通過(guò)環(huán)形測(cè)量組件環(huán)繞所述留用墩柱，其中，所述環(huán)形測(cè)量組件包括環(huán)形支架、均勻設(shè)置在環(huán)形支架上的激光測(cè)距儀，以及懸掛在環(huán)形支架上的多個(gè)豎直激光器，所述激光測(cè)距儀朝向所述環(huán)形支架的圓心發(fā)射激光，并測(cè)量被環(huán)形支架環(huán)繞的物體的表面與所述激光測(cè)距儀之間的第一距離，所述豎直激光器與所述環(huán)形支架通過(guò)軟質(zhì)導(dǎo)線連接，使得所述豎直激光器發(fā)射豎直向下的激光；

7、開(kāi)啟多個(gè)豎直激光器，并記錄豎直激光器發(fā)射的激光照射在地面上的第二位置信息，并在豎直激光器發(fā)射的激光始終照射所述第二位置信息的情況下，通過(guò)起重設(shè)備勻速向上提升所述環(huán)形測(cè)量組件，并在提升過(guò)程中的多個(gè)時(shí)刻記錄多個(gè)激光測(cè)距儀測(cè)量到的第一距離；

8、通過(guò)所述第一距離和所述地面基礎(chǔ)性能評(píng)分，確定留用墩柱的抗壓性能評(píng)分；

9、根據(jù)所述地面基礎(chǔ)性能評(píng)分和所述抗壓性能評(píng)分，確定留用墩柱的載荷性能評(píng)分；

10、根據(jù)所述載荷性能評(píng)分，獲得留用墩柱的載荷性能報(bào)告。

11、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種高速公路橋梁改擴(kuò)建留用墩柱載荷性能測(cè)試系統(tǒng)，包括：

12、地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域模塊，用于根據(jù)留用墩柱的承臺(tái)的底面形心，選取地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域，其中，所述地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域?yàn)樵诘孛嫔线x取的以所述留用墩柱的承臺(tái)的底面形心為圓心的圓形區(qū)域，所述圓形區(qū)域的半徑為預(yù)設(shè)半徑；

13、下降深度模塊，用于在所述地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域內(nèi)選擇多個(gè)第一測(cè)試點(diǎn)，并在第一測(cè)試點(diǎn)處豎直向下插入測(cè)試桿，并以預(yù)設(shè)力度向下敲擊測(cè)試桿，并在敲擊第一預(yù)設(shè)次數(shù)后，記錄各個(gè)測(cè)試桿的下降深度；

14、地面基礎(chǔ)性能評(píng)分模塊，用于根據(jù)所述第一測(cè)試點(diǎn)在所述地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域中的第一位置信息，以及各個(gè)測(cè)試桿的下降深度，確定地面基礎(chǔ)性能評(píng)分；

15、環(huán)形測(cè)量組件模塊，用于通過(guò)環(huán)形測(cè)量組件環(huán)繞所述留用墩柱，其中，所述環(huán)形測(cè)量組件包括環(huán)形支架、均勻設(shè)置在環(huán)形支架上的激光測(cè)距儀，以及懸掛在環(huán)形支架上的多個(gè)豎直激光器，所述激光測(cè)距儀朝向所述環(huán)形支架的圓心發(fā)射激光，并測(cè)量被環(huán)形支架環(huán)繞的物體的表面與所述激光測(cè)距儀之間的第一距離，所述豎直激光器與所述環(huán)形支架通過(guò)軟質(zhì)導(dǎo)線連接，使得所述豎直激光器發(fā)射豎直向下的激光；

16、第一距離模塊，用于開(kāi)啟多個(gè)豎直激光器，并記錄豎直激光器發(fā)射的激光照射在地面上的第二位置信息，并在豎直激光器發(fā)射的激光始終照射所述第二位置信息的情況下，通過(guò)起重設(shè)備勻速向上提升所述環(huán)形測(cè)量組件，并在提升過(guò)程中的多個(gè)時(shí)刻記錄多個(gè)激光測(cè)距儀測(cè)量到的第一距離；

17、抗壓性能評(píng)分模塊，用于通過(guò)所述第一距離和所述地面基礎(chǔ)性能評(píng)分，確定留用墩柱的抗壓性能評(píng)分；

18、載荷性能評(píng)分模塊，用于根據(jù)所述地面基礎(chǔ)性能評(píng)分和所述抗壓性能評(píng)分，確定留用墩柱的載荷性能評(píng)分；

19、報(bào)告模塊，用于根據(jù)所述載荷性能評(píng)分，獲得留用墩柱的載荷性能報(bào)告。

20、技術(shù)效果：根據(jù)本發(fā)明，可在高速公路橋梁改擴(kuò)建的過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)墩柱周圍的地面硬度和墩柱自身的狀態(tài)，判斷墩柱在長(zhǎng)期承受橋梁載荷的過(guò)程中是否出現(xiàn)承受能力下降的狀況，以及判斷墩柱能否繼續(xù)承受改擴(kuò)建后的載荷，并在檢測(cè)過(guò)程中，可使用環(huán)形測(cè)量組件測(cè)量墩柱的自身狀態(tài)，無(wú)需通過(guò)復(fù)雜的建模或視頻測(cè)量等手段確定墩柱的形變和傾斜狀況，提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性和便利性。在確定地面基礎(chǔ)性能評(píng)分時(shí)，可通過(guò)下降深度和預(yù)設(shè)深度之間的相對(duì)偏差的加權(quán)平均值來(lái)描述地面基礎(chǔ)測(cè)試區(qū)域的整體地面硬度，并通過(guò)預(yù)設(shè)的地面硬度下降率與實(shí)測(cè)的地面硬度的變化率之間的比值來(lái)描述地面硬度的一致性，進(jìn)而可從整體地面硬度和地面硬度的一致性兩方面來(lái)描述地面基礎(chǔ)的夯實(shí)程度，從而準(zhǔn)確且客觀地描述留用墩柱的穩(wěn)固性。在確定抗傾倒性能評(píng)分時(shí)，可通過(guò)同一激光測(cè)距儀在環(huán)形測(cè)量組件提升過(guò)程中測(cè)量到的第一距離的變化來(lái)確定留用墩柱的最大傾斜狀況，并可排除土地夯實(shí)程度的影響，確定由于留用墩柱承受的載荷并非豎直向下的原因而造成的留用墩柱的最大傾斜程度，提升抗傾倒性能評(píng)分的針對(duì)性，并且，通過(guò)抗傾倒性能評(píng)分準(zhǔn)確且客觀地描述留用墩柱保持直立狀態(tài)的能力，以及承載載荷的能力。在確定第三位置信息時(shí)，可通過(guò)建立坐標(biāo)系來(lái)確定激光測(cè)距儀照射到的留用墩柱的表面位置在環(huán)形測(cè)量組件所在平面的坐標(biāo)系中的表面位置信息，進(jìn)而對(duì)多個(gè)激光測(cè)距儀對(duì)應(yīng)的表面位置信息進(jìn)行平均，得到留用墩柱的截面的形心的第三位置信息，可通過(guò)環(huán)形測(cè)量組件基于多個(gè)第一距離間接獲得留用墩柱的截面的形心位置，從而可在不破壞留用墩柱的情況下，得到其內(nèi)部的截面的形心位置，為準(zhǔn)確地確定形心位置的變化以及確定留用墩柱的形變提供準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)基礎(chǔ)。在確定抗形變性能評(píng)分時(shí)，可通過(guò)不同高度的截面形心之間的向量，來(lái)描述各個(gè)高度處的彎折情況，并可通過(guò)表面位置之間的向量，描述不同高度位置的截面的形變情況，還可通過(guò)時(shí)刻數(shù)來(lái)描述形變產(chǎn)生的影響，從而得到留用墩柱的整體彎折程度和整體截面形變量，進(jìn)而從彎折程度和截面形變兩個(gè)方面來(lái)全面、客觀且準(zhǔn)確地描述留用墩柱的抗形變能力。

21、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，而非限制本發(fā)明。根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征及方面將更清楚。