橋梁撓（náo）度測試是橋梁靜動載試驗測試的關鍵技（jì）術參數，靜載試驗通過橋梁撓度的（de）測試（shì）對橋梁的靜（jìng）力剛度進行評價，動載試驗通過動態撓度測試對橋梁的動剛度以及衝擊係數、橋梁的行車性能進行綜合評價。由於（yú）橋梁結構是（shì）跨越河流、山（shān）穀等地貌地形的構造物，橋下淨空的高度（dù）以及橋下河流等對橋梁（liáng）撓（náo）度測試的方法（fǎ）的選擇都有一定的限製，考慮到撓度測試方法的適用範圍、影響（xiǎng）測試精度的因（yīn）素等，橋梁試驗中應選擇合適的方法對橋梁撓度測試，才（cái）能提高測試的精度確保試驗結果的評定準確。本文（wén）對橋梁撓度測試的方法、適用範圍、測試原理以及測試過程中需（xū）要注意的問題進行梳理，以期（qī）對從事橋（qiáo）梁檢測工作的同仁有所幫助（zhù）。

 

一、橋梁撓度測試方法有哪些分類，各有哪些具體的測試方法？

 

橋梁撓度測試的方法按照靜動態進行分類可以分為靜態撓度的測試（shì）和（hé）動態撓度的測試兩大類（lèi）：

 

1、靜態撓度的測試

 

    靜態撓度測試的方（fāng）法按照測試原理可以分為：機械式撓度測試、電子式撓度測試、電阻式撓度測（cè）試、光學類撓度測試、圖像式撓度測試、激（jī）光（guāng）類撓度測試（shì）、GPS撓度測試以及雷達（dá）類撓度測試等（děng）。機械式撓度測試（shì）方法最（zuì）典型的是機（jī）械式百分表、千分（fèn）表等測量方法；電阻式（shì）撓度測試采用電阻（zǔ）式位移計利用靜態采集係統進行撓度測試（shì）；光學類撓度測試儀器傳統的有精密水準儀、全站儀等測量設備，此外還有基於光電成像的橋梁撓度（dù）儀等；激光類撓度測試主要是利（lì）用（yòng）激光測距的（de）原理，通過激光位移計對橋梁靜態度進行（háng）測試；圖（tú）像式橋梁撓度測試方法有基於圖像的橋梁撓（náo）度儀；GPS撓度測量主要是基於（yú）全球定位（wèi）係統GPS對大跨徑橋梁撓度進行（háng）靜態差分進行靜態撓度（dù）的測試；雷達類撓度測試（shì）主要是利用毫米波雷（léi）達對橋（qiáo）梁撓（náo）度進行測試。

 

    前麵介紹的靜（jìng）態測試方（fāng）法中有的僅（jǐn）能進（jìn）行靜態測試，有些方法除進行靜態測試外（wài）還可以進行（háng）動態測試。

 

2、動態撓度的測試

 

    能（néng）進行動態撓（náo）度測試的（de）方法（fǎ）有：電阻式（shì）撓度計、光學類的橋梁撓度儀、基於圖像的橋梁撓度儀、GPS以及激光位移計和毫米波雷達以及（jí）位移拾振器等方法。

 

二、橋梁撓度測試（shì）方法的原理及實現橋梁撓度測試的具體方法？

 

    橋梁撓度測試各種（zhǒng）方法的測試（shì）原理如（rú）下：

 

1、機（jī）械式百分表（biǎo）、千分表（biǎo）

 

    機械（xiè）式百分表和千分表(見圖1)僅能進（jìn）行橋梁靜態撓度（dù）的測試，其測試原理是利用機械式測量杆（gǎn）帶動齒輪轉（zhuǎn）動來讀取位移變化量。機械式百分表（biǎo）和千分表進行橋梁撓度測試都需要使用相對固（gù）定不動的支架上進行測（cè）試，或將鉛錘通過細鋼絲吊在（zài）測試橋梁的主梁底麵，由於細鋼絲的變形量可以（yǐ）忽略不計，因（yīn）此通（tōng）過測（cè）試（shì）懸掛鉛錘底麵的豎向變形值即為橋梁的撓度值。

 

2、電子百分表或撓度計

 

電子百分表或撓度計的測試原理同機械式百分表、千分表測試橋梁撓（náo）度的方法類似，可以利用固定支架或懸掛鉛錘法進行測試，隻是電子百分（fèn）表的（de）顯示不（bú）是指針式，而是數顯的方（fāng）式(見圖3)。

 

3、光學類撓度（dù）測試儀器

 

1)高精度全站儀

 

    全站儀是集電子經緯儀（yí）、光電測距儀和數據記錄（lù）於（yú）一體的測量儀器，通過測站讀取斜距、豎（shù）直角和水（shuǐ）平角（jiǎo）來計算橋梁撓度的測試方法。

 

2)精密水準儀

 

    精密（mì）水準儀能夠精密的整（zhěng）平視線和精確的讀數，目前常用於橋梁（liáng）撓（náo）度測試的儀器為精密電子水準儀，其將計算機電子與精密（mì）水準（zhǔn）儀（yí）光學技術結（jié）合的（de）新型精密水準儀(見圖（tú）4)。

 

3)橋梁光電撓度（dù）儀

 

    橋梁撓度（dù）檢測儀將專用靶標固定待測（cè）橋梁被測點，使靶標與（yǔ）橋梁有機（jī）的結合起來形成共振，將（jiāng）橋（qiáo）梁震動轉換成特定波長的光源震動，通過光學解析係統將（jiāng）待測光（guāng）信號解析至專用高精工業CCD，檢測靶標在CCD上成像的中心坐標的變化即可精確（què）測量被測橋梁在載荷作用下產生的縱向和（hé）橫向位移及其對時間的響（xiǎng）應曲線。

 

    前麵介紹的光學類橋（qiáo）梁撓度測（cè）試設備，全站儀（yí）和精（jīng）密水（shuǐ）準儀由於采樣頻率跟（gēn）不上僅能用於橋梁靜態（tài）撓度的（de）測試，而橋梁光電撓（náo）度儀可以進行靜態測試也可以進行動態撓度測試。橋（qiáo）梁撓度儀進行靜態撓（náo）度測試時需要在橋梁測試部位安裝專用靶標，可（kě）同時進行（háng）多個（gè）點靜態撓度的測試。靜態撓度測試前需要對每個測點進（jìn）行標定，儀器（qì）自動記錄測試角度和（hé）距離，標定完一個靶標後進行下個靶標的標定，測試時橋梁撓度儀安（ān）裝標定的靶（bǎ）標（biāo）位（wèi）置依次進行多個測點靜撓度的測試(見圖5)。橋梁撓（náo）度儀進（jìn）行動態撓度測試（shì）時僅能對單點的撓度進行（háng）動態撓度時程（chéng）曲線的測試。

 

 

4、基於圖像測量（liàng）的（de）橋梁撓度儀（yí）

 

    其測（cè）量原理：利用圖像（xiàng）散斑識別技木及（jí）圖像模糊識別（bié）技術，準確跟蹤被測物上標識點及（jí）被（bèi）測物上點與點之間的運動軌跡（jì），準確測量物（wù）體的動靜撓（náo）度位移。其主（zhǔ）要特點：第一無需在（zài）被測點上安裝靶標或標誌點（diǎn）即可進行測（cè）量，在（zài）特殊工況下使用更為方便；第二：可（kě）同時測量多點動態撓度或者靜態撓度，效率更快，精度更高；第三：可對撓度（dù）值同時進行兩（liǎng）位測量，即縱向、尤（yóu）其是橫向的位移測量，解決目前所有儀器存在的技術壁（bì）壘；第四：可以采用先拍攝（shè）視頻（pín）錄像，事後（hòu）再進行處理分析的方式，彌補現場測量可能存在的盲點或不足；第（dì）五：隻需更換個別備件，即可（kě）實現多功能（néng）測量，比如用於材料力學（xué）分析(尤（yóu）其是高低溫、高速衝擊、疲勞測試等特殊工況)，應（yīng）變（biàn）等等。

 

5、GPS測量

 

    GPS的定位是利用衛星基本三角定位原理，GPS接收裝置以（yǐ）測量無線（xiàn）電信號的傳輸時（shí）間來（lái）量測距離（lí），以距離來（lái）判定衛星在太空中（zhōng）的位置，這是一種高軌道與精（jīng）密定位（wèi）的觀測方式。GPS對於橋（qiáo）梁（liáng）撓度的測量精度較低通常用於變形較大（dà）的大跨徑橋梁的（de）撓度測試，橋梁靜載測（cè）試采用靜態差分計算精度相對（duì）較高，動態撓度采用實時差分計算精度相對較低。

 

6、毫米波雷達測試方法

 

    測試原理：雷（léi）達首（shǒu）先發射天線（xiàn）(TX)饋送微波信號，信號經與目（mù）標的相互作用形成（chéng）後向散射信號，最終被接收天線(RX)接（jiē）收，經過相關信號與數據處理步驟，即可（kě）得到此（cǐ）次（cì）測量的一個采樣複信號，其中包含了信號強度和觀測相（xiàng）位值φ1 。雷達係統持續對輻射場區的目（mù）標進行采樣，假設第二次采樣開始時目標發生了形變Δr，那麽雷達得到的第二個采樣複信（xìn）號就包含了相（xiàng）應的信號強（qiáng）度和觀測相位值φ2。利用兩次測量相位的變位來計算視線上（shàng）距離的變化，采用幹涉測量視線上距離的變（biàn）化。

 

毫米波雷達可進行橋（qiáo）梁靜態撓度、動態撓度測（cè）試，此外可以進行（háng）拉索索力測試以及拉索振（zhèn）動副職測（cè）試等。