CN203824548U - 一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及公路工程质量检测领域，尤其涉及一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪。它包括一机械支架，机械支架上设有参数采集模块，所述的机械支架包括支撑架及其顶端的参数获取云台，参数获取云台为能围绕水平轴和铅垂轴旋转的两自由度云台；参数采集模块包括激光测距模块、俯仰角传感器和航向角传感器，激光测距模块带有光斑指示功能，安装于参数获取云台上，俯仰角传感器和航向角传感器与参数获取云台连接。本实用新型可通过远处观测即可获得待观测区域的面积，不用近距离测量，方便了桥梁高处观测区面积的准确测量，为后期蜂窝麻面等问题表面的检测提供基础数据。

Description

一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪

技术领域

本实用新型涉及公路工程质量检测领域，尤其涉及一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪。

背景技术

在公路工程建设中，公路工程施工质量检验评定，是全面验收工程质量，检查是否符合设计和规范要求的重要环节，对促进公路建设项目（工程）及时投产，发挥投资效果，总结建设经验有重要作用。《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1—2004是公路工程建设人员对工程进行验收的标准和依据，其中有关章节已明确混凝土表面允许出现蜂窝、麻面面积比例的具体指标，（如：第8.6.1条3(2)“蜂窝、麻面面积不得超过该面面积的0.5%。不符合要求时，每超过0.5%减3分。”），但目前在桥梁工程施工质量的验收中，对于桥墩等工程部位混凝土表面观测区面积的测量，还存在很多难题，桥墩高度造成桥墩上部面积测量的困难。

发明内容

为实现上述目的，本实用新型提供了一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种桥梁结构砼观测区面积测定仪，包括一机械支架，机械支架上设有参数采集模块，所述的机械支架包括支撑架及其顶端的参数获取云台，参数获取云台为能围绕水平轴和铅垂轴旋转的两自由度云台；参数采集模块包括激光测距模块、俯仰角传感器和航向角传感器，激光测距模块带有光斑指示功能，安装于参数获取云台上，俯仰角传感器和航向角传感器与参数获取云台连接。

在待观测结构砼上根据观测区形状定义一多边形，并选取多边形的角点作为目标点，然后旋转参数获取云台，使激光测距模块的光斑依次对准各目标点，测量观测点到各目标点的距离。在激光测距模块对准相应目标点时，同时通过俯仰角传感器测量参数获取云台偏离水平方向参考面的角度（即仰角），通过航向角传感器测量参数获取云台偏离铅垂线与桥梁长度方向所确定的铅垂方向参考面的角度（即航向角），利用这些距离和角度信息可计算出结构砼上目标点之间的实际距离。任何多边形都可以看作是由多个三角形拼接而成，因此，可将多边形区域分出多个三角形区域，三角形的三条边长度已通过测得的距离和角度信息计算得出，因此可利用海伦公式，通过三角形的三条边长求取三角形的面积，各三角形面积相加即可得到多边形观测区域的面积。

优选的，所述的支撑架为三角支撑架，由三个伸缩杆和伸缩杆顶端的底座构成，参数获取云台安装在底座上。底座上设有水平仪。三角支撑架可适用于不平的地面，通过调节伸缩杆调节支撑架高低，满足不同观测高度的要求，同时三个杆分别调节，调平支撑架，并通过水平仪的指示判断是否调平。

本实用新型可通过远处观测即可获得待观测区域的面积，不用近距离测量，方便了桥梁高处观测区面积的准确测量，为后期蜂窝麻面等问题表面的检测提供基础数据。

附图说明

图1为测定仪的工作示意图；

图2为测定仪的结构示意图；

图3为本实用新型实施例各目标点的参数示意图；

图中： 1、支撑架，2、水平仪，3、俯仰角传感器，4、参数获取云台，5、激光测距模块，6、航向角传感器，7、底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步描述。

    一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪，如图2所示，包括一机械支架，机械支架上设有参数采集模块，所述的机械支架包括支撑架1及其顶端的参数获取云台4，参数获取云台4为能围绕水平轴和铅垂轴旋转的两自由度云台；参数采集模块包括激光测距模块5、俯仰角传感器3和航向角传感器6，激光测距模块带有光斑指示功能，安装于参数获取云台上，俯仰角传感器和航向角传感器与参数获取云台连接。所述的支撑架1为三角支撑架，由三个伸缩杆和伸缩杆顶端的底座7构成，参数获取云台安装在底座上。底座上还设有水平仪2。

    如图3所示，以一四边形观测区域为例，说明观测区面积的计算过程：

首先，将测定仪安置在观测桥梁结构砼表面的合适位置，调整测定仪的支撑架，依据水平仪的指示将测定仪调平。

   其次 ，在待观测结构砼上选取一四边形区域，选该四边形的四个角点作为四个目标点A₁、A₂、A₃、A₄。

再次，调整参数获取云台，使激光测距模块的光斑指示到目标点A₁，并测量观测点与目标点A₁的距离y₁，同时测量参数获取云台与水平方向参考面的夹角（仰角）H₁，测量参数获取云台与铅垂方向和桥梁长度方向所确定的参考面的夹角（航向角）V₁；重复上述步骤，测量光斑在目标点A₂、A₃、A₄时相应的距离y₂、y₃、y₄，仰角H₂、H₃、H₄和方向角V₂、V₃、V₄，存储参数信息。

然后，使用上述距离信息和夹角信息，获得计算坐标系下的目标点坐标分别为：A₁（y₁cosH₁cosV₁，y₁cosH₁sinV₁，y₁sinH₁）、A₂（y₂cosH₂cosV₂，y₂cosH₂sinV₂，y₂sinH₂）、A₃（y₃cosH₃cosV₃，y₃cosH₃sinV₃，y₃sinH₃）、A₄（y₄cosH₄cosV₄，y₄cosH₄sinV₄，y₄sinH₄），依据空间两点间的距离公式计算出观测结构砼上四个目标点间的实际距离： 

最后，将四边形分为两个三角形的组合，利用各三角形的三个边长求取该三角形面积（即海伦公式），两个三角形面积相加即为四边形的实际面积。

以上仅为本实用新型的一个实施例，在具体实施过程中，可以根据观测区域的形状定义不同的多边形，具体计算过程同上文。本领域技术人员参考本实用新型的测量原理所设计的其他变形，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种桥梁结构砼表面观测区面积测定仪，包括一机械支架，其特征在于：机械支架上设有参数采集模块，所述的机械支架包括支撑架及其顶端的参数获取云台，参数获取云台为能围绕水平轴和铅垂轴旋转的两自由度云台；参数采集模块包括激光测距模块、俯仰角传感器和航向角传感器，激光测距模块带有光斑指示功能，安装于参数获取云台上，俯仰角传感器和航向角传感器与参数获取云台连接。

2.根据权利要求1所述的桥梁结构砼表面观测区面积测定仪，其特征在于：所述的支撑架为三角支撑架，由三个伸缩杆和伸缩杆顶端的底座构成，参数获取云台安装在底座上。

3.根据权利要求2所述的桥梁结构砼表面蜂窝麻面面积测定仪，其特征在于：底座上设有水平仪。