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橋梁撓度檢測方法優缺點
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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簡(jiǎn)要論述現有的幾(jǐ)種橋梁動、靜撓度測量方法和基本原理,進而深入地分析其優點和不足,並(bìng)將(jiāng)幾種(zhǒng)方法進行對比,然後指出各種方法的應用範圍(wéi)和特點。最(zuì)後結合國內外研究現狀,對橋梁動、靜撓(náo)度測量方法的(de)發展趨勢做出了預(yù)測。
國內(nèi)外研究(jiū)開發和使用部(bù)門對橋梁撓度檢測進行了深入研究(jiū)並提出了許多實(shí)用測試方法。傳(chuán)統的橋(qiáo)梁(liáng)撓度(dù)測量方法通常采用百分表、水準儀(yí)、全站儀(yí)和位移(yí)計等,這些相(xiàng)對簡單的測量方法一般用於橋梁靜撓度測量,存在(zài)費時、費力和在線檢測困難(nán)等不足。近年來(lái)出現(xiàn)了一些新型(xíng)的橋(qiáo)梁撓度檢測方法,如傾角儀、加速度計、連通管法、光纖位移傳感器(qì)或應變儀、光纖陀螺、差分GPS、數字圖像法和準直激光束法等這些方法也各有優缺點,還不能實現大型橋梁動撓度(dù)高精(jīng)度、快速、實時檢(jiǎn)測和長期監測。
橋梁撓度檢(jiǎn)測方法優(yōu)缺點對比及其發展趨勢(shì)分析

1 幾種橋梁撓(náo)度測量方法的比較
1.1 基於位移傳感器的橋梁撓度檢(jiǎn)測
基於位移傳感器的橋梁撓度檢(jiǎn)測,需要在測試點位的橋梁下部,搭設支(zhī)架安裝位(wèi)移傳感器(qì)。
該方法的優點是:測量方法簡單,能夠達到較(jiào)高的測量精(jīng)度,主要用於橋梁(liáng)靜態撓度檢測。當采用光、電等自動化位移傳感器時,可進行橋梁(liáng)的動態撓度檢測。當在橋(qiáo)的下(xià)麵布設多個百分表或位移傳感器時,可進行橋梁的整體位移檢測即(jí)全(quán)橋的撓度檢測。該方法可用來驗證其它撓度測量方法。
不足之處是:由於在測量過程常常(cháng)需要進行比較繁瑣的輔(fǔ)助設(shè)施的架設,所以基本(běn)上不(bú)能用於江河湖泊上的橋梁撓度檢測。因此該方(fāng)法在實際應用中受到許多限製。
1.2 基於水準儀的撓度檢測
基於水準儀的撓度檢測是在需要檢測的點位安放水(shuǐ)準尺,在前後(hòu)水準尺的中間位置上(shàng)安放水準儀。一般情況下,水準儀僅用於靜撓度檢測。
基於水準儀的靜撓度檢測,其優點(diǎn)是:可(kě)以獲得較高的測量精度,是(shì)靜(jìng)撓度最基本的方法,可用於檢(jiǎn)驗其它靜撓度測試方法。
不足之處是:當進行大型橋梁特(tè)別是大跨徑(jìng)橋梁撓度檢測時,需要(yào)依次在多個觀測位置上架設水準儀。由於(yú)受到橋梁動態變化的影響,水準儀所在的觀測點也處在動態變化中,水準(zhǔn)儀的水平(píng)視軸也隨之變化。為保證測量精度,常常需要封閉交通。另外,由於受到人工讀數和數據自動采樣頻率的限製,利用水準(zhǔn)儀很(hěn)難進行橋(qiáo)梁動態撓度的檢測。
1.3 基於液體連通管的撓度檢測
基於液體連通管的撓度檢測,在需(xū)要檢測的(de)點位安放液位測量聯通器。
該方法的優點是:該(gāi)方法原理簡(jiǎn)單(dān),可實現自動化測量,測量(liàng)過程基本不受大氣湍流和測量環境的影響,可(kě)用於大型(xíng)橋梁撓度的測量。
不(bú)足之處是:安裝布設繁瑣,由(yóu)於受到連通管內液(yè)體響應(yīng)頻(pín)率(lǜ)的限製,隻能用(yòng)於低頻或超低頻橋梁靜撓度的(de)檢測,實際中無法(fǎ)進行(háng)橋梁動態高精度(dù)撓度的檢測(cè)。另外該方法也不太適用於(yú)跨徑大、縱坡較大的橋梁,因為需要提供的水平麵高差太大(如潤揚長江公路大橋的縱坡高差達8米,撓(náo)度變形量達2.8米(mǐ)),不易安裝布設。
1.4 基於差分GPS的撓度(dù)檢測
基於差分GPS的撓度檢測,在需要的檢測點(diǎn)位,安放GPS移動站。
該方法的優點是(shì):基本不受(shòu)大氣環境的影響,測量布設(shè)容易,可用於(yú)大型橋(qiáo)梁撓度的觀測和監控。
不足之處是:撓度(dù)測量精度低,一般隻(zhī)能(néng)達到厘米(mǐ)級。所以,對於中小型橋梁的(de)高精度撓度檢測,差分GPS通常不能滿足使用要求。
1.5 基於準直激光的(de)撓度(dù)檢測
基於(yú)準直激光的撓(náo)度檢測(cè),在需要檢測的點位,安放光電接收器,通過測量接收器上(shàng)光點位置(zhì)的變化量得到撓度值。
其優點是:測量原理簡單,在一定條件具(jù)有較(jiào)高的測量精度,可實現自動實時測量。
不足之處是:如果測量距離太遠,激光(guāng)光斑的(de)發散和大氣湍流(liú)造成的光束抖動會嚴重影響測量精度。同時,準直激光光源本身應處(chù)在靜止的位置上,否則(zé)其準直光束傾斜變化將直接影響其檢測精(jīng)度。
2 國內外(wài)研(yán)究現狀分析
綜上所述可以看出:對於中小型橋梁,由於(yú)靜動撓度(dù)檢測相對簡單,可以根據實際的橋梁跨徑大小和撓度檢測精度要求,選擇合適的檢測方(fāng)法。總的說來,加速度計不宜進行靜動撓(náo)度
檢測,差分(fèn)GPS不(bú)宜進行高精度撓(náo)度檢測,液(yè)體連通管不易(yì)進行(háng)大跨徑的動撓度檢測。采用水準儀、準直激光(guāng)、點光源成像撓度檢測,儀器和測試點位(wèi)之間的距離不宜(yí)太大,根據大(dà)地(dì)測量避免大氣湍流幹擾的要求,應小(xiǎo)於50米,最好小於30米(mǐ)。
橋梁撓度檢測方法優(yōu)缺點對比及其發展趨勢分析

3 發展趨勢
(1)檢測(cè)方(fāng)法和技術需要滿足快速高精度檢測,特別是需要滿足大型大(dà)跨徑橋梁檢測精度的要求。
(2) 需要滿足橋梁撓度動態檢測,特別是需要滿足大型大跨徑橋梁動撓度檢測的需求。
(3)滿足橋梁靜動撓度精細化檢測需要,可進行橋梁撓度的長期監控,希望在不中斷(duàn)正常交通的情(qíng)況下進行橋(qiáo)梁撓度檢測。
(4)檢測方法和技術受外界幹擾小,盡可能不受外界環境(jìng)特別是大氣湍流抖動的影響,實現全天(tiān)候檢測。
(5)數據采集、處理(lǐ)自動化。

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