CN204085407U - 一种限制测量自由度的三向测缝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种限制测量自由度的三向测缝装置，包括左、右侧板和深度千分尺，该左、右侧板分别由多段弯折板构成，且相邻的弯折处互相垂直，左侧板和右侧板分别固定于结构缝上，用深度千分尺测量之间的三个互相垂直方向上的距离，该左侧板具有圆弧面测轨，该右侧板具有条形测孔，该条形测孔和测轨圆弧面的正视图，在该条形测孔的通孔到对应测轨圆弧面的方向上，其投影面上有相互交叉叠合的投影，深度千分尺穿过右侧板条形测孔，同时，深度千分尺底板基准面和条形测孔所在侧板面紧贴，该深度千分尺测量杆的测量平面紧顶于左侧板测轨圆弧面。本实用新型点、面结合定位，限制测量自由度，保证测量唯一值，提高测量精度，避免重复定位。

Description

一种限制测量自由度的三向测缝装置

技术领域

本实用新型涉及一种结构缝的测量装置，具体是一种限制测量自由度的三向测缝装置。

背景技术

三向测缝器是建筑物结构缝面或开裂缝面变形观测中常用的方法之一，该方法直观明了，具体是将三向测缝器的左侧板、右侧板分别固定在缝面两侧，板面上的测点有刀形测轨和球面测头两种形状，缝面X、Y、Z方向的相对位移观测均采用游标卡尺进行测读，又可称为游标卡尺式三向测缝器，即用游标卡尺的外测量爪依次同向平行卡住左、右侧板X、Y、Z方向测点顶面（即刀形测轨顶面或球面测头顶面），所测读的数据与基准值（侧板值加侧板上刀形测轨厚度值或球面测头厚度值）之差即为缝面各向的相对位移量。

参见图1：现有的游标卡尺式三向测缝器，由左侧板1、右侧板2组成，并分别通过固定螺栓孔6进行固定，在两侧板（1、2）的X、Y、Z面上分别设置有测点，该图的测点形状为刀形测轨（即为X轴向刀形测轨3， Y轴向刀形测轨4，Z轴向刀形测轨5）。在工程实际中，三向测缝器的左、右侧板固定位置是随建筑物变形的，所以游标卡尺测量的距离在对应测点平行面位移的情况极为少见，游标卡尺式三向测缝器，尽管提供了点接触条件，但使用游标卡尺同向平行量测左、右侧板同向测点不易实施，基本上所测读的数据均为左、右侧板同向测点的斜距，主要原因是缺乏测量时自由度的限制，所以观测人员很难保证在同一点位测读数据，其重复观测数据相差较大，测值误差一般在几毫米以上，不易满足现行规范观测精度要求。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种限制测量自由度的三向测缝装置。它是利用点、面结合定位，限制测量自由度，保证测量的距离为唯一值的测缝装置。

本实用新型采用的技术方案是，一种限制测量自由度的三向测缝装置，包括左侧板、右侧板和深度千分尺，该左、右侧板分别由多段弯折板构成，且相邻的弯折处互相垂直，将左侧板和右侧板分别固定于结构缝上，用深度千分尺测量之间的三个互相垂直方向上的距离，所述左侧板具有圆弧面测轨，所述右侧板具有条形测孔，该条形测孔和测轨圆弧面的正视图，在该条形测孔的通孔到对应测轨圆弧面的方向上，其投影面上有相互交叉叠合的投影，同时，深度千分尺穿过右侧板条形测孔，该深度千分尺底板基准面和条形测孔所在侧板面紧贴，该深度千分尺测量杆的测量平面紧顶于左侧板测轨圆弧面。

所述左侧板在X轴跟Y轴夹角正方向上和X轴跟Z轴夹角正方向上分别设有一道该方向上的圆弧面测轨；所述右侧板在X、Y、Z方向上分别设有X轴向条形测孔、Y轴向条形测孔和Z轴向条形测孔。

进一步，所述圆弧面的测轨长度应大于结构缝面相对位移最大年变幅值。

进一步，所述条形测孔的长度应大于缝面相对位移最大年变幅值。

进一步，所述圆弧面测轨的长度方向上，其所成截面圆弧面夹角至少大于90°且该夹角的角平分线跟此圆弧面角平分线所对应方向两轴组成的角平分线重合，该圆弧面一侧、及其所在板厚度方向设有凹槽。

所述左侧板沿Z轴正向位移低于右侧板沿Z轴正向位移的安装孔位。

本实用新型的有益效果是：通过圆弧面测轨、条形测孔和深度千分尺的配合，保证了利用点、面结合定位，限制测量自由度，保证了测量的距离为唯一值，提高了测量的精度，避免了重复测量。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是现有游标卡尺式三向测缝器的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的结构示意图。

图3是图2的结构分解示意图。

图4是图2的Z轴方向上圆弧面测轨一截面局部放大图。

图5 是图2的Y轴方向上圆弧面测轨另一截面局部放大图。

图中代号含义： 1─左侧板；2─右侧板；3─X轴向刀形测轨；4─Y轴向刀形测轨；5─Z轴向刀形测轨；6─固定螺栓孔；7—左侧板；8—右侧板；9─X、Y轴夹角正方向圆弧面测轨；10─X、Z轴夹角正方向圆弧面测轨；11─X轴向条形测孔；12─Y轴向条形测孔；13─Z轴向条形测孔； 14—固定螺孔。 

具体实施方式

本实用新型基于条形测孔和测轨圆弧面的正视图，在该条形测孔的通孔到对应测轨圆弧面的方向上，其投影面上有相互交叉叠合的投影为前提，同时满足，利用圆弧面测轨和深度千分尺（可以选用人工测读或电子数显深度千分尺，底板长度为63mm，测量杆径向截面为球面，直径为4.5mm ）测量杆的测量平面点接触（或者，用不带圆弧面的测轨和深度千分尺测量杆的测量球面点接触），限制深度千分尺测量杆测杆方向上的移动的自由度；利用深度千分尺底板基准面和条形测孔所在侧板面面接触，限制除测量杆测杆方向上的以该杆为轴心转动的转动自由度；对于图中所述坐标系为右手笛卡尔坐标系，这里所说的结构缝为建筑物的伸缩缝、沉降缝和防震缝等。

实施例1

参见图2至图5：本实用新型是一种限制测量自由度的三向测缝装置，由不锈钢板制作而成，包括左侧板7、右侧板8（左侧板7、右侧板8的板厚不小于10mm，板宽不小于50mm，两侧板设置至少两个固定螺孔14的通孔，孔径不小于14mm）和深度千分尺，该左、右侧板（7、8）分别由多段弯折板构成，且相邻的弯折处互相垂直，在Z轴正方向上位移，左侧板7低于右侧板8的安装孔位，为最大年变幅值的一半，其中，左侧板7由第一段侧板、中间侧板和第三段侧板整体构造，具有两个沿Y轴方向的平行固定螺孔的侧板，命为第一段侧板，螺孔的方向沿X轴方向，中间段侧板跟第一段侧板相互垂直，垂直方向为X正方向，并且远离第一段侧板和中间侧板弯折处的对应另一端处有沿Z轴正方向的带有圆弧面测轨（测轨要对应条形测孔，该测孔为X方向的X轴向条形测孔11和Y方向的Y轴向条形测孔12）的侧板，该测轨沿X、Y轴的夹角正方向上且一侧具有凹槽，同时，这一端有中间段侧板弯折相相垂直的第三段侧板，该侧板垂直方向为Y轴正方向且该侧板带有圆弧面测轨（测轨要对应条形测孔，该测孔为Z方向的Z轴向条形测孔13），该测轨沿X、Z轴夹角的正方向上且一侧具有凹槽；右侧板8由第一段侧板、中间侧板和第三段侧板整体构造，具有两个沿Y轴方向的平行固定螺孔的侧板，螺孔方向为X轴方向，命为第一段侧板，与之相邻的侧板为中间段侧板，跟第一段侧板相互垂直，垂直方向为X正方向，该中间侧板具有Y轴方向的Y轴向条形测孔12（该测孔对应于左侧板在Z轴正轴方向上的测轨）；Z轴方向的Z轴向条形测孔13（该测孔对应于左侧板在Y轴正轴方向上的测轨），设置的测孔均为贯穿侧板的通孔（下同），在第一侧板和中间侧板弯折处的另一端弯折处为，与中间段侧板弯折处有与之相垂直的第三段侧板，该侧板垂直方向为Y轴负方向，并且上面带有X轴方向的X轴向条形测孔11（该测孔对应于左侧板在Z轴正轴方向上的测轨）；将左侧板7和右侧板8分别用螺纹紧固件（如螺丝固定、螺栓固定等）通过固定螺孔14，固定于结构缝上（固定螺孔14所处段的、距离结构缝相近端的侧板的板端距构缝的边缘一般取15mm处固定），用深度千分尺测量之间的三向距离；

所述左侧板7在X、Y轴夹角正方向上和X、Z轴夹角正方向上分别设有一道该方向上的圆弧面测轨，即为X、Y轴夹角正方向圆弧面测轨9，X、Z轴夹角正方向圆弧面测轨10，其中，圆弧面测轨的长度方向上，其所成截面圆弧面夹角至少大于90°且该夹角的角平分线跟此圆弧面角平分线所对应方向两轴组成的角平分线重合（一般所成截面圆弧面夹角为230°，半径为2.5mm，参见图4、图5可知道，截面圆弧面距相邻的轴都成相同的角度，这里为20°，那么该截面圆弧面的角平分线自然跟对应此截面圆弧面角平分线所在处的两轴夹角的角平分线重合），该圆弧面一侧、及其所在板厚度方向设有凹槽（槽深与圆弧面半径相同，槽宽不小于两倍槽深），更好的适应建筑物分段或分块扭曲变形的观测需要及不必削弱板厚度，并且圆弧面的测轨长度应大于结构缝面相对位移最大年变幅值，保证测量不同时期的结构缝外部外形变化，测量位置改变的需要；

所述右侧板8在X、Y、Z方向上分别设有X轴向条形测孔11、Y轴向条形测孔12和Z轴向条形测孔13（测孔直径为5.5mm的通孔），其条形测孔为贯穿侧板通孔，其长度应大于缝面相对位移最大年变幅值，保证测量不同时期的结构缝外部外形变化，测量位置改变的需要，深度千分尺底板基准面跟相应侧板接触面应该保证平整光滑，能满足测量需要，该条形测孔和测轨圆弧面的正视图，在条形测孔通孔跟测轨圆弧面相向的方向上，其投影面上有相互交叉叠合的投影，保证条形测孔跟圆弧面测轨能够相互对应，并且满足深度千分尺测量需要，测量值的唯一性；所述深度千分尺穿过右侧板8条形测孔，该深度千分尺底板基准面和条形测孔所在侧板面紧贴，移动深度千分尺测量杆的测量平面紧顶于左侧板7测轨圆弧面。

实施例2

除了左侧板和右侧板的弯折方向、对应的位置方向不同，其它的与实施例1相同。如：在Z轴正方向上位移，左侧板高于右侧板的安装孔位，为最大年变幅值的一半，左侧板由第一段侧板、中间侧板和第三段侧板整体构造，具有两个沿Y轴方向的平行固定螺孔的侧板，该测孔方向为X轴方向上，命为第一段侧板，中间段侧板跟第一段侧板相互垂直，垂直方向为X正方向，并且远离第一段侧板和中间侧板弯折处的对立一端处有沿Z轴负方向的带有圆弧面测轨（测轨要对应条形测孔，该条形测孔为X轴方向的X轴向条形测孔、Y轴方向的Y轴向条形测孔）的侧板，该测轨沿X、Y轴夹角正方向上且一侧具有凹槽，此端有与中间段侧板弯折处有与之相垂直的第三段侧板，该侧板垂直方向为Y轴正方向且该侧板带有圆弧面测轨（测轨要对应条形测孔，该条形测孔为Z轴方向Z轴向条形测孔），该测轨沿X正方向和Z轴负方向夹角上且一侧具有凹槽；右侧板由第一段侧板、中间侧板和第三段侧板整体构造，具有两个沿Y轴方向的平行固定螺孔的侧板，该测孔方向为X轴方向上，命为第一段侧板，相邻的侧板为中间段侧板，跟第一段侧板相互垂直，垂直方向为X正方向，该中间侧板具有Y轴方向的Y轴向条形测孔（该测孔对应于左侧板在Z轴负轴方向上的测轨），和Z轴方向的Z轴向条形测孔（该测孔对应于左侧板在Y轴正轴方向上的测轨），设置的测孔均为贯穿侧板的通孔（下同），在远离第一侧板和中间侧板弯折处，此处，中间段侧板弯折处有与之相垂直的第三段侧板，该侧板垂直方向为Y轴负方向，并且上面带有X轴方向的X轴向条形测孔（该测孔对应于左侧板在Z轴负轴方向上的测轨）

实施例3

在实施例1、2中其它的不做变动，对于实施例1、2中的凹槽位于圆弧面测轨的一侧，可以是圆弧面测轨的左侧、也可以是圆弧面测轨的右侧。

进一步，对于左、右侧板安装在结构缝上，在Z轴位移方向上，安装孔位的关系，只要我们保证其左侧板的圆弧面测轨与右侧板的条形测缝对应起来，满足测量的定位要求，至此，满足这一条件的一切圆弧面测轨、条形测缝的位置关系结合实际运用条件则可；对于其上述测轨上的凹槽，只要满足观测条件则可，与测轨的位置关系可以改变，进一步，可以设置能够达到观测效果的位置处则可。

以上各实施例的技术方案仅用以说明本实用新型，而非对其限制。

Claims (6)

1. 一种限制测量自由度的三向测缝装置，包括左侧板、右侧板和深度千分尺，该左、右侧板分别由多段弯折板构成，且相邻的弯折处互相垂直，将左侧板和右侧板分别固定于结构缝上，用深度千分尺测量之间的三个互相垂直方向上的距离，其特征在于：所述左侧板具有圆弧面测轨，所述右侧板具有条形测孔，该条形测孔和测轨圆弧面的正视图，在该条形测孔的通孔到对应测轨圆弧面的方向上，其投影面上有相互交叉叠合的投影，同时，深度千分尺穿过右侧板条形测孔，该深度千分尺底板基准面和条形测孔所在侧板面紧贴，该深度千分尺测量杆的测量平面紧顶于左侧板测轨圆弧面。

2. 根据权利要求1所述限制测量自由度的三向测缝装置，其特征在于：所述左侧板在X轴跟Y轴夹角正方向上和X轴跟Z轴夹角正方向上分别设有一道该方向上的圆弧面测轨；所述右侧板在X、Y、Z方向上分别设有X轴向条形测孔、Y轴向条形测孔和Z轴向条形测孔。

3.根据权利要求1或2所述限制测量自由度的三向测缝装置，其特征在于：所述圆弧面的测轨长度应大于结构缝面相对位移最大年变幅值。

4.根据权利要求1或2所述限制测量自由度的三向测缝装置，其特征在于：所述条形测孔的长度应大于缝面相对位移最大年变幅值。

5. 根据权利要求1或2所述限制测量自由度的三向测缝装置，其特征在于：所述圆弧面测轨的长度方向上，其所成截面圆弧面夹角至少大于90°且该夹角的角平分线跟此圆弧面角平分线所对应方向两轴组成的角平分线重合，该圆弧面一侧、及其所在板厚度方向设有凹槽。

6. 根据权利要求1所述限制测量自由度的三向测缝装置，其特征在于：所述左侧板沿Z轴正向位移低于右侧板沿Z轴正向位移的安装孔位。