一种桥梁工程保护层厚度检测装置及检测方法与流程

1.本技术涉及混凝土保护层厚度检测设备的技术领域，尤其是涉及一种桥梁工程保护层厚度检测装置及检测方法。


背景技术：

2.混凝土保护层指的是钢筋-混凝土结构中用于保护钢筋的混凝土层。从混凝土碳化、脱钝和钢筋锈蚀的耐久性角度考虑，混凝土保护层的厚度以最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）的外缘开始计算。混凝土保护层厚度越大，构件的受力钢筋粘结锚固性能、耐久性和防火性能越好。但是，过大的保护层厚度会使构件受力后产生的裂缝宽度过大，就会影响其使用性能，对构件表面的装饰层产生破坏，同时过大的保护层厚度也会造成经济上的浪费，因此，混凝土保护层厚度测量是建筑工程质量验收的重要环节。
3.目前，行业内一般采用混凝土测厚仪对混凝土保护层厚度进行测量。混凝土测厚仪是一种能够发射超声波并回收设备，通过对回收反射波的波形的分析和计算即可得出混凝土层的大致厚度。使用这种测量设备时，需要将发射设备紧贴混凝土构件待测平面。由于桥梁工程预制板的最外层构造筋的端部通常位于预制板的外侧，使用常规的混凝土测厚仪很难对其表面进行贴合扫描，这会导致测量数据缺失，测量精度较差。此外，使用常规混凝土测厚仪对整体进行测量过程效率较低，难以满足尺寸较大的桥梁预制板的测量需求。
4.针对上述中的相关技术背景，发明人认为使用现有的混凝土测厚仪对桥梁工程的混凝土保护层厚度进行测量时存在精度较差、效率较低的缺陷，难以满足桥梁工程保护层厚度的测量需求。


技术实现要素：

5.为了满足桥梁工程保护层厚度的测量需求，提升测量精度和测量效率，本技术提供一种桥梁工程保护层厚度检测装置及检测方法。
6.第一方面，本技术提供的一种桥梁工程保护层厚度检测装置采用如下的技术方案：一种桥梁工程保护层厚度检测装置，包括贴合桥梁一侧设置的行走机构、设在所述行走机构上的钻探机构和设在所述行走机构上的回填机构；所述钻探机构包括垂直设在所述行走机构上的驱动杆、套设在所述驱动杆上的连接臂和设在所述连接臂上的钻头；所述驱动杆与所述连接臂螺纹配合，所述连接臂与所述钻头转动连接。
7.通过采用上述技术方案，行走机构能够将本技术整体固定在桥梁预制板的外侧面，对本技术其他部分结构提供了安装位置并进行了位置限定，同时使本技术能够沿着桥梁预制板的长度方向产生位移，使本技术能够对桥梁预制板长度方向上的多个测量点进行同步测量，显著提高了测量效率，钻探机构能够对混凝土待测平面进行钻孔，通过直接破坏表面的方式进行直接测量，相比于超声测距的方式具有更高的精度，回填机构能够对钻探机构测量产生的钻孔进行回填，保证了混凝土结构的完整性，达到了满足桥梁工程保护层
厚度的测量需求，提升测量精度和测量效率的发明目的。
8.可选的，驱动杆包括与所述行走机构垂直且转动连接的螺杆、设在所述螺杆靠近所述行走机构一端的驱动电机和设在所述螺杆远离所述行走机构一端的限位端块，所述限位端块与所述螺杆可拆卸连接。
9.通过采用上述技术方案，驱动杆中的螺杆能够在驱动电机的带动下发生转动，从而使套设在螺杆上的连接臂沿着垂直于待测平面的方向发生升降，设置在螺杆端部的限位端块能够避免在使用过程中连接臂与螺杆脱离连接，限位端块与螺杆之间可拆卸连接的结构设计简化了将连接臂固定安装在螺杆上的过程，进一步提高了本技术的使用便捷性。
10.可选的，连接臂包括套设在所述驱动杆上的螺纹套筒、套设在所述螺纹套筒上的升降臂和与所述升降臂转动连接的调节臂，所述螺纹套筒与所述驱动杆螺纹配合，且与所述升降臂转动连接。
11.通过采用上述技术方案，连接臂中套设在螺杆上的螺纹套筒能够增加连接臂与螺杆的螺纹配合结构的长度，提升螺杆控制连接臂升降过程中连接臂的机械稳定性，连接臂与螺纹套筒转动连接的结构设计使得连接臂能够绕螺杆的轴线发生转动，从而能够调整至不同的位置进行使用。
12.可选的，钻探机构还包括导向杆，所述导向杆穿设在所述升降臂和所述调节臂上，且与所述升降臂和所述调节臂沿轴线方向滑动连接，所述导向杆的一端与所述行走机构垂直固定连接。
13.通过采用上述技术方案，导向杆能够对连接臂连接臂中的升降臂与调节臂的转动连接结构提供导向和限位支撑，提高了钻探机构整体的稳定性，增加了钻孔垂直度，提高了测量精度。
14.可选的，钻头包括固定设在所述调节臂上的伺服电机、与所述伺服电机动力输出端可拆卸连接的钻杆和设在所述钻杆靠近所述伺服电机一端的压力传感器；所述压力传感器与所述伺服电机电性连接。
15.通过采用上述技术方案，钻头中的伺服电机能够对钻头的旋转和钻进提供动力，安装在钻杆上靠近伺服电机一端的压力传感器能够对钻杆的压力进行实时测量并将其转化为电信号传递至伺服电机，伺服电机根据压力信号进行判断，达到预设阈值后执行反转操作。
16.可选的，行走机构包括安装板、设在所述安装板上的导轨和两个与所述导轨滑动连接的行走组件；两个所述行走组件关于所述导轨的几何中心对称，所述安装板上开设有多个安装孔。
17.通过采用上述技术方案，行走机构中的安装板对其他部分结构提供了安装位置，导轨与行走组件之间的滑动连接结构使得两个行走组件之间的距离可以根据预制板的厚度进行适应性调整，提高了本技术的适用范围。
18.可选的，行走组件包括与所述导轨滑动连接的连接杆和与所述连接杆相连的履带车和与所述连接杆滑动连接的固定架，所述固定架与桥体侧壁抵接。
19.通过采用上述技术方案，行走组件中的履带车能够产生前进动力，连接履带车和导轨的连接杆起到了固定连接作用。
20.可选的，回填机构包括设在所述安装板上的罐体、与所述罐体内部连通的导管和
穿设在所述罐体且与所述罐体转动连接的搅拌轴。
21.通过采用上述技术方案，回填机构中的罐体能够作为混凝土的容器，与罐体内连通的导管能够将罐体内的混凝土导流至钻孔中，实现对钻孔的重新填充，穿设在罐体上的搅拌轴能够在外力作用下发生旋转并且对罐体内的混凝土进行搅拌。
22.可选的，回填机构还包括套设在所述搅拌轴上的推板，所述推板与所述搅拌轴转动连接且与所述罐体的内壁抵接。
23.通过采用上述技术方案，回填机构中套设在搅拌轴上的推板能够在外力作用下对经过搅拌轴搅拌的混凝土原料进行挤压，使其更加容易通过导管进入钻孔中。
24.第二方面，本技术提供的一种桥梁工程保护层厚度检测方法，应用前文中的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，采用如下的技术方案：一种桥梁工程保护层厚度检测方法，包括以下步骤：步骤1，对待测桥体混凝土表面进行除杂和清洁；步骤2，将行走机构安装在桥体一侧，调整行走组件的间距使其与桥体抵接；步骤3，调整钻探机构的角度，使钻杆与待测表面垂直抵接；步骤4，向罐体中添加经过预混合的混凝土原料，推动推板使导管被混凝土原料填满；步骤5，操作钻探机构进行保护层厚度测量并记录数据；步骤6，操作回填机构对测量孔进行混凝土回填；步骤7，操作行走机构改变测量点位，重复步骤3~步骤6。
25.通过采用上述技术方案，使用本技术中的桥梁工程保护层厚度检测装置，能够实现对大尺寸的桥梁预制板的连续测量，保证了测量效率的同时，由于采用了钻孔测量的方式，相比于超声测量具有更高的精度，同时回填机构能够对测量形成的钻孔进行回填，避免桥梁预制板的整体结构因测量钻孔而受到影响。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术的中行走机构能够将本技术整体固定在桥梁预制板的外侧面，对本技术其他部分结构提供了安装位置并进行了位置限定，同时使本技术能够沿着桥梁预制板的长度方向产生位移，使本技术能够对桥梁预制板长度方向上的多个测量点进行同步测量，显著提高了测量效率，钻探机构能够对混凝土待测平面进行钻孔，通过直接破坏表面的方式进行直接测量，相比于超声测距的方式具有更高的精度，回填机构能够对钻探机构测量产生的钻孔进行回填，保证了混凝土结构的完整性，达到了满足桥梁工程保护层厚度的测量需求，提升测量精度和测量效率的发明目的；2.本技术中的驱动杆中的螺杆能够在驱动电机的带动下发生转动，从而使套设在螺杆上的连接臂沿着垂直于待测平面的方向发生升降，设置在螺杆端部的限位端块能够避免在使用过程中连接臂与螺杆脱离连接，限位端块与螺杆之间可拆卸连接的结构设计简化了将连接臂固定安装在螺杆上的过程，进一步提高了本技术的使用便捷性；3.本技术中的回填机构中的罐体能够作为混凝土的容器，与罐体内连通的导管能够将罐体内的混凝土导流至钻孔中，实现对钻孔的重新填充，穿设在罐体上的搅拌轴能够在外力作用下发生旋转并且对罐体内的混凝土进行搅拌。
附图说明
27.图1是本技术实施例中公开的一种桥梁工程保护层厚度检测装置的结构示意图。
28.图2是本技术实施例中行走机构的结构示意图。
29.图3是本技术实施例中钻探机构的结构示意图。
30.图4是本技术实施例中回填机构的剖面结构示意图。
31.附图标记说明：1、行走机构；11、安装板；12、导轨；13、行走组件；131、连接杆；132、履带车；133、固定架；2、钻探机构；21、驱动杆；22、连接臂；23、钻头；211、螺杆；212、驱动电机；213、限位端块；221、螺纹套筒；222、升降臂；223、调节臂；231、伺服电机；232、钻杆；233、压力传感器；24、导向杆；3、回填机构；31、罐体；32、导管；33、搅拌轴；34、推板。
具体实施方式
32.以下结合附图1-附图4对本技术作进一步详细说明。
33.混凝土保护层指的是钢筋-混凝土结构中用于保护钢筋的混凝土层。混凝土保护层厚度测量是建筑工程质量验收的重要环节。目前，行业内一般采用混凝土测厚仪对混凝土保护层厚度进行测量。混凝土测厚仪是一种能够发射超声波并回收设备，通过对回收反射波的波形的分析和计算即可得出混凝土层的大致厚度。使用这种测量设备时，需要将发射设备紧贴混凝土构件待测平面。由于桥梁工程预制板的最外层构造筋的端部通常位于预制板的外侧，使用常规的混凝土测厚仪很难对其表面进行贴合扫描，这会导致测量数据缺失，测量精度较差。此外，使用常规混凝土测厚仪对整体进行测量过程效率较低，难以满足尺寸较大的桥梁预制板的测量需求。为了满足桥梁工程保护层厚度的测量需求，提升测量精度和测量效率，本技术提供一种桥梁工程保护层厚度检测装置及检测方法。
34.第一方面，本技术实施例公开一种桥梁工程保护层厚度检测装置。参照图1，一种桥梁工程保护层厚度检测装置包括行走机构1、钻探机构2和回填机构3。其中，行走机构1固定安装在桥梁预制板的一侧，钻探机构2和回填机构3均安装在行走机构1上。
35.参照图1和图2，行走机构1包括安装板11、导轨12和行走组件13。其中，安装板11可以是一个开设有多个钻探预留孔和安装孔的矩形实心金属板。安装板11的边缘以及预留孔和安装监控边缘均进行倒圆角处理。安装板11的顶部边缘开设有腰形孔，腰形孔结构能够减轻安装板11重量，方便对其进行安装和转运。安装板11的一侧通过焊接的方式固定安装有导轨12。导轨12平行于安装板11的垂直边缘设置。行走组件13包括连接杆131、履带车132和固定架133。连接杆131的一端卡接在导轨12内，且与导轨12沿着导轨12的长度方向滑动连接。连接杆131的另一端与履带车132的顶部固定连接。履带车132能够产生动力。固定架133的一端与履带车132的顶部沿着平行于连接杆131的方向滑动连接，固定架133的另一端与桥梁预制板的内侧壁平面抵接。固定架133与桥梁预制板抵接的一端设置有滚筒，套设在固定架133端部的滚筒结构能够减轻行走机构1整体在运动过程中受到的阻力。行走组件13关于导轨12的集合重新对称设置有两组。位于底部的一组行走组件13可以不包含固定架133结构。
36.参照图1和图3，钻探机构2包括驱动杆21、连接部、钻头23和导向杆24。其中，驱动杆21包括螺杆211、驱动电机212和限位端块213。螺杆211穿设在安装板11上，且与安装板11转动连接。驱动电机212的动力输出轴与螺杆211的一端通过联轴器连接。驱动电机212通过
螺栓连接的电机座固定在安装板11上。驱动电机212能够电动螺杆211发生转动。螺杆211远离驱动电机212的一端通过螺纹连接的方式安装有限位端块213。限位端块213的直径大于螺杆211的直径。连接臂22包括螺纹套筒221、升降臂222和调节臂223。其中，螺纹套筒221套设在螺杆211上且与螺杆211之间螺纹配合。螺杆211转动能够带动螺纹套筒221升降。升降臂222的一端套设在螺纹套筒221上，且与螺纹套筒221转动连接。调节臂223的一端与升降臂222的另一端连接。钻头23包括伺服电机231、钻杆232和压力传感器233。其中，伺服电机231垂直固定安装在调节臂223的一端，钻杆232与伺服电机231的动力输出轴通过联轴器连接。伺服电机231能够带动钻杆232发生旋转。钻杆232上靠近伺服电机231的一端安装有压力传感器233，压力传感器233能够将钻杆232受到的压力转化为电信号传递至伺服电机231。达到预设阈值后，伺服电机231会开始反转，所达到的最大深度即为保护层厚度。调节臂223与升降臂222的转动连接位置穿设有导向杆24。导向杆24的一端垂直设置在安装板11上，且通过螺纹连接的方式与安装板11可拆卸连接。调节臂223与升降臂222与导向杆24均为滑动连接。调节臂223能够在升降臂222的带动下在沿导向杆24的轴线方向发生滑动。导向杆24远离安装板11的一端固定安装有方便旋转安装的螺柱。
37.参照图1和图4，回填机构3包括罐体31、导管32、搅拌轴33和推杆。其中，罐体31可以是一个圆柱形空心金属容器。罐体31的侧壁上开设圆形的加料口，加料口上安装有端盖，用于放置物料泄漏。导管32的一端与罐体31的底部连接。且与罐体31的内部导通。搅拌轴33沿着罐体31的轴线方向穿设在罐体31上，且与罐体31之间转动连接。搅拌轴33位于罐体31外部的一端固定安装有手轮，用于方便搅拌轴33的转动。搅拌轴33上套设有推板34。推板34与搅拌轴33沿搅拌轴33的轴线方向滑动连接。推板34的边缘与罐体31的内壁抵接。推板34的一侧焊接有推杆，推杆延伸至罐体31的外部并且套设在搅拌轴33上。推杆对搅拌轴33提供了辅助支撑，同时能够方便使用者推动推板34，从而将罐体31内的混凝土原料通过导管32挤压至钻孔中，实现回填。
38.第二方面，本技术实施例公开了一种桥梁工程保护层厚度检测方法，包括如下步骤：步骤1，对待测桥体混凝土表面进行除杂和清洁；步骤2，将行走机构1安装在桥体一侧，调整行走组件13的间距使其与桥体抵接；步骤3，调整钻探机构2的角度，使钻杆232与待测表面垂直抵接；步骤4，向罐体31中添加经过预混合的混凝土原料，推动推板34使导管32被混凝土原料填满；步骤5，操作钻探机构2进行保护层厚度测量并记录数据；步骤6，操作回填机构3对测量孔进行混凝土回填；步骤7，操作行走机构1改变测量点位，重复步骤3~步骤6。
39.以上为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：包括贴合桥梁一侧设置的行走机构（1）、设在所述行走机构（1）上的钻探机构（2）和设在所述行走机构（1）上的回填机构（3）；所述钻探机构（2）包括垂直设在所述行走机构（1）上的驱动杆（21）、套设在所述驱动杆（21）上的连接臂（22）和设在所述连接臂（22）上的钻头（23）；所述驱动杆（21）与所述连接臂（22）螺纹配合，所述连接臂（22）与所述钻头（23）转动连接。2.根据权利要求1所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：所述驱动杆（21）包括与所述行走机构（1）垂直且转动连接的螺杆（211）、设在所述螺杆（211）靠近所述行走机构（1）一端的驱动电机（212）和设在所述螺杆（211）远离所述行走机构（1）一端的限位端块（213），所述限位端块（213）与所述螺杆（211）可拆卸连接。3.根据权利要求1所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：所述连接臂（22）包括套设在所述驱动杆（21）上的螺纹套筒（221）、套设在所述螺纹套筒（221）上的升降臂（222）和与所述升降臂（222）转动连接的调节臂（223），所述螺纹套筒（221）与所述驱动杆（21）螺纹配合，且与所述升降臂（222）转动连接。4.根据权利要求3所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：所述钻探机构（2）还包括导向杆（24），所述导向杆（24）穿设在所述升降臂（222）和所述调节臂（223）上，且与所述升降臂（222）和所述调节臂（223）沿轴线方向滑动连接，所述导向杆（24）的一端与所述行走机构（1）垂直固定连接。5.根据权利要求3所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：所述钻头（23）包括固定设在所述调节臂（223）上的伺服电机（231）、与所述伺服电机（231）动力输出端可拆卸连接的钻杆（232）和设在所述钻杆（232）靠近所述伺服电机（231）一端的压力传感器（233）；所述压力传感器（233）与所述伺服电机（231）电性连接。6.根据权利要求1所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：所述行走机构（1）包括安装板（11）、设在所述安装板（11）上的导轨（12）和两个与所述导轨（12）滑动连接的行走组件（13）；两个所述行走组件（13）关于所述导轨（12）的几何中心对称，所述安装板（11）上开设有多个安装孔。7.根据权利要求6所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：所述行走组件（13）包括与所述导轨（12）滑动连接的连接杆（131）和与所述连接杆（131）相连的履带车（132）和与所述连接杆（131）滑动连接的固定架（133），所述固定架（133）与桥体侧壁抵接。8.根据权利要求6所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：所述回填机构（3）包括设在所述安装板（11）上的罐体（31）、与所述罐体（31）内部连通的导管（32）和穿设在所述罐体（31）且与所述罐体（31）转动连接的搅拌轴（33）。9.根据权利要求8所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于：所述回填机构（3）还包括套设在所述搅拌轴（33）上的推板（34），所述推板（34）与所述搅拌轴（33）转动连接且与所述罐体（31）的内壁抵接。10.一种桥梁工程保护层厚度检测方法，应用如权利要求1-9中任意一项所述的一种桥梁工程保护层厚度检测装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对待测桥体混凝土表面进行除杂和清洁；步骤2，将行走机构（1）安装在桥体一侧，调整行走组件（13）的间距使其与桥体抵接；步骤3，调整钻探机构（2）的角度，使钻杆（232）与待测表面垂直抵接；
步骤4，向罐体（31）中添加经过预混合的混凝土原料，推动推板（34）使导管（32）被混凝土原料填满；步骤5，操作钻探机构（2）进行保护层厚度测量并记录数据；步骤6，操作回填机构（3）对测量孔进行混凝土回填；步骤7，操作行走机构（1）改变测量点位，重复步骤3~步骤6。

技术总结
本申请涉及一种桥梁工程保护层厚度检测装置及检测方法，属于混凝土保护层厚度检测设备的技术领域。一种桥梁工程保护层厚度检测装置，包括贴合桥梁一侧设置的行走机构、设在所述行走机构上的钻探机构和设在所述行走机构上的回填机构；所述钻探机构包括垂直设在所述行走机构上的驱动杆、套设在所述驱动杆上的连接臂和设在所述连接臂上的钻头；所述驱动杆与所述连接臂螺纹配合，所述连接臂与所述钻头转动连接。本申请具有检测结果精准、操作方便、对原结构影响小的优点。原结构影响小的优点。原结构影响小的优点。


技术研发人员：齐军战
受保护的技术使用者：石家庄宏业交通建设监理有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/14