直線位移傳感器在橋梁檢測中的(de)應用
更新時間:2021-04-10 17:51
|
閱讀量:
橋梁工程(chéng)是國家基礎設施建設(shè)中重要的方麵,是聯係各地交(jiāo)通、促進經濟發展的重要紐帶。橋梁建成後,由於荷載、氣候、環境、振動、索力與應力變化等(děng)因素(sù)的影響,橋體結(jié)構材料會逐漸被(bèi)腐蝕老化,強度與剛度(dù)也會逐漸降低。大跨度的(de)橋梁受上述因素的影響更大,這不禁會縮短橋(qiáo)梁(liáng)的使用壽命,更是為行人(rén)的人身安全(quán)埋下了極大的(de)隱患。因此對橋梁的健康狀況實時監測並在(zài)此(cǐ)基礎上(shàng)的安(ān)全評估是(shì)日常維護的重要內容(róng)。
大量的文(wén)獻資料及案例顯示,大(dà)跨度的橋梁(liáng)運營期間發生的損壞與事故主要集中(zhōng)於橋梁(liáng)主(zhǔ)梁的位移(主要指裂縫,下同)與形變(biàn),橋墩的位移與形變,索力(lì)與應力的變化等。主梁是(shì)橋梁結構的主要受力結構,不僅需要承受外部荷載與自身的重力、還需要承受橋體結構的彎矩、剪切力與各(gè)種應力等,出現最多的病害就是腹板(bǎn)、頂板等產生的裂(liè)縫。橋墩病害的主要(yào)表現為墩偏位和混凝土裂縫。內外部荷載、殼(ké)體組成材料成分、溫度變化(huà)以(yǐ)及不均勻的沉降、鋼筋等重要(yào)材料腐蝕等都會造成以上病害,多數橋梁病害更是不同因素聯(lián)合作用的結果。通過實時監測橋梁主要監測點位移量的變化,可以(yǐ)有效監測橋梁的運營(yíng)情(qíng)況,對橋梁的安全運營、延長使用壽命,及早發現橋梁病害與節約(yuē)維修費用都能發揮很(hěn)好的作用。
早期的橋梁維護主要依靠人工作業(yè)完成(chéng),對可能存在病害的橋梁往往(wǎng)通過經驗來判別與評估,這樣不僅(jǐn)效率低,工作量大,效果通常也不會太理想,缺少科學數據支撐的日常維護對橋梁病害的預防起到的作用始終有(yǒu)限。隨著社會的進步與(yǔ)技術的發展,人們(men)將傳感器技術、計算機技術、通信技術等前沿技術逐(zhú)步引(yǐn)入到(dào)橋梁監(jiān)測係統,初步實現了自動(dòng)化監測、預警功能,能真正長期用於橋(qiáo)梁結構損(sǔn)傷和狀態評(píng)估(gū),滿足橋梁養護管(guǎn)理和運營的需要,為(wéi)科學管理橋梁等提供(gòng)理論依(yī)據,同時兼顧經(jīng)濟和社會效益。目前用於橋梁監測的儀器主要有:經緯儀沉降儀、位移傳感器、加速度傳(chuán)感器(qì)等測試方法。
經緯儀、沉降儀等集成度較高的測量儀器,可(kě)對橋梁多個測點進行連(lián)續的掃描,及時預警一些較小的裂縫、位移變(biàn)化等病害。但是各(gè)測(cè)點也很難同(tóng)步檢測,也無法預警較大的形變量。
直線位移傳(chuán)感器是一種接觸型測(cè)量(liàng)儀(yí)器,使用(yòng)時傳感器與各測點直接接觸,傳感器將位移變化量及時轉換(huàn)為電信號傳輸給監測控製中心,經控製係(xì)統采集計量後(hòu)預測橋梁(liáng)的運行狀況,可實現各測量同步采集、比較、數據存儲等,為科學管理(lǐ)、監測橋梁病害提供(gòng)科(kē)學的依據,也可以將係統采集的信號傳輸(shū)到互聯網,是物聯網(wǎng)最基礎的組成單元,也是目前各類橋梁監測係統應用最多的測(cè)量儀器。但是大部分精密位移傳感器隻能接觸(chù)測量,對(duì)於一些難以接近的觀測點無法測量,大部分的橋體橫向位移(yí)變化因為傳感器安裝問題也很難有效監測。
加速度傳感器在橋(qiáo)梁監測係(xì)統也有部分應用,但是加(jiā)速度傳感器的測量精(jīng)度(dù)較低,測量數(shù)據需要經運算處理才能轉換(huàn)為(wéi)位移值,除此之外(wài),加速度(dù)位移傳(chuán)感器對於低頻(pín)靜態位移監測效果也比較差,而大型橋梁的振動頻(pín)率都較低,很難保障采集的數據不會失真(zhēn)。
不管采用何種儀(yí)器作為檢測手段,橋梁監測係(xì)統都應遵循簡潔、實用、經濟、可靠的原則,應根據(jù)橋梁結構及養護管理(lǐ)需求進(jìn)行監測點布設,監測點應與橋梁結構安全(quán)密切相關,主要監測有代表性的易(yì)損結構、必須實施監測的重要結構及(jí)日常維護難以(yǐ)檢(jiǎn)查或者無法檢查的結構等,從動(dòng)力、靜力以及耐久(jiǔ)性等角度對監測點進行設計,力求用最少的傳感器和最(zuì)少的數據(jù)采(cǎi)集量完成監測工作。
上一篇:
檢測業務中的(de)樣品(pǐn)檢測部分項目 CNAS如何認定?
下一篇:
橋梁健(jiàn)康監測數據的評(píng)價分析