橋梁撓度測試是橋梁靜動載試驗測試的(de)關鍵技術參數,靜載試驗通過橋梁撓度的測試對橋梁的靜力剛度(dù)進行評(píng)價,動載試(shì)驗通過動態撓度(dù)測試對橋梁的(de)動剛度以及衝擊(jī)係數、橋梁的行車性(xìng)能進行綜合評價。由於(yú)橋梁(liáng)結構是跨越河流(liú)、山穀等地貌地形的構造物,橋下淨空的高度以及橋下河(hé)流等對橋梁撓度測試的方法的選擇都有一定(dìng)的限(xiàn)製,考慮到撓度測試方法的適用範圍、影響測試(shì)***度的因(yīn)素等,橋梁試驗中應選擇***的方法(fǎ)對橋梁撓度測試,才能***測試(shì)的***度(dù)確保試驗結果的評定準確。
一、橋梁撓度測試方法有哪些分類,各有哪些具體的(de)測試方法?
橋梁撓度測試的方(fāng)法按照靜動態進行分類(lèi)可以(yǐ)分為靜態撓度的測試和動(dòng)態撓度的測試兩大類:
1、靜態撓度(dù)的測試
靜態撓度測試(shì)的方法(fǎ)按照測試原理可以分為:機械(xiè)式撓度(dù)測試、電子式撓度測試、電阻式撓度測試、光學類撓(náo)度測試、圖像式撓度測試、激光(guāng)類(lèi)撓度測試、GPS撓度(dù)測試以及雷達類撓度測試等(děng)。機械式撓(náo)度測試方法***典型的是機(jī)械式百分表、千分表等測量方法;電阻式撓度(dù)測(cè)試采用電(diàn)阻式位移計利用靜態采集係統進行(háng)撓度測試;光學類(lèi)撓(náo)度測試儀器傳統的有***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儀等;激光類撓度測試(shì)主(zhǔ)要是利用激(jī)光測距的原理,通過激光位移計對橋梁靜態度進行測(cè)試;圖像式橋梁撓度測試方法有基於圖(tú)像的橋梁撓度儀;GPS撓度測量主要是(shì)基於全球定位係統GPS對大跨徑橋梁撓度(dù)進行靜態差分進行靜態撓度的測試;雷達類撓度測試主要是(shì)利用毫米波雷達對橋梁撓度進行測試。
前麵介紹的靜態測(cè)試方法中有的僅能進行(háng)靜態測試,有些方法除進行靜態測試外還可(kě)以進行動態測試。
2、動態(tài)撓度的測試
能進行動態撓度測試的方法有(yǒu):電阻(zǔ)式撓度計、光學(xué)類的(de)橋梁(liáng)撓度(dù)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(dá)以及位移拾振器等方法。
二、橋梁(liáng)撓度測試方(fāng)法的原理及實現橋梁撓度測試的(de)具體方法?
橋梁撓度測試***方法的測試原理如下:
1、機械式百分(fèn)表(biǎo)、千分表
機(jī)械式百分表和千分表僅能進行橋梁靜態撓度的測試,其測試原理是利用機械式測量杆帶動齒輪轉動來讀取位移變化(huà)量。機械(xiè)式百分表(biǎo)和千分表進行(háng)橋梁撓度測試都需要使(shǐ)用相對固定不動的支架上進行測試,或將(jiāng)鉛錘通過細(xì)鋼絲吊在測試橋(qiáo)梁的主梁底麵,由於細鋼絲的變形量可以忽略不計,因此通過測試懸(xuán)掛(guà)鉛錘底麵的豎向變形值即為橋梁的撓度值。
2、電子百分表(biǎo)或撓度計
電(diàn)子百分表或撓度計的測試(shì)原理同機械式百分(fèn)表、千分表測試橋梁撓度的方法類(lèi)似,可以(yǐ)利用固定支架或懸掛鉛錘法進行測試,隻是電子百分表(biǎo)的顯示不是(shì)指針式(shì),而(ér)是(shì)數顯的方式。
3、光學(xué)類撓度測試儀器
1)高***度(dù)全(quán)站儀
全站儀是集電子經(jīng)緯儀、光電測距儀和數據記錄於一體的測量儀器,通過(guò)測站讀取斜距、豎(shù)直角和水平角來(lái)計(jì)算橋梁撓度的測試方法。
2)***密水準儀
***密水準儀能夠***密的整平視線和***的讀數,目前常用於橋梁撓度測試(shì)的儀器為(wéi)***密電子水準(zhǔn)儀(yí),其將計算機電子與***密水準(zhǔn)儀光學技術結合的新型***密(mì)水準儀。
圖4 ***密電子水準儀
3)橋梁光電撓度儀
橋梁撓度檢測儀將***靶標固定待測橋梁被測點(diǎn),使靶標與橋(qiáo)梁有機的結合起來形成共振,將橋梁震動轉換成特定波長的光(guāng)源震動,通(tōng)過光學解析係統將待測(cè)光信號(hào)解析至***高***工業CCD,檢測靶標在CCD上成像的(de)中心坐標的變化即可***測量被測橋梁在載(zǎi)荷作用下產(chǎn)生(shēng)的縱向和橫向位移及其(qí)對時間的響應曲(qǔ)線。
前(qián)麵(miàn)介紹的光學類橋梁撓度測試設備,全站儀和***密水準儀由於采樣頻率跟不(bú)上僅能用於橋梁靜態撓度的測試,而橋梁光電撓度儀可以進行靜態測試也可以進行動態撓度(dù)測試。橋梁撓度儀(yí)進行靜態撓度測(cè)試時需要在橋梁測(cè)試部位安裝***靶標,可同時(shí)進行多個點靜態撓度的測試。靜態撓(náo)度測試前需要對每個(gè)測點進行標定,儀器自動記錄測試角度和距離,標定完(wán)一個靶標後進行下(xià)個靶標的標(biāo)定(dìng),測試時橋梁撓度儀安裝(zhuāng)標定的靶標位置依次進行多個測點靜撓度的測試。橋(qiáo)梁撓度儀進行動態撓度測試時僅能對單點的撓度進行動態撓(náo)度時程(chéng)曲線的測試。
4、基於圖像測量的橋梁撓度儀
其測量(liàng)原理:利用圖像散斑識(shí)別技木及圖像模糊識別技術,準確跟蹤被測物上標識點(diǎn)及被測物上點與點之間的運動軌跡,準確測量物體的動靜撓度位移。其主要特點:***無需在被測點上安裝靶標或標誌點即可進行測量,在特殊工況下使用(yòng)更為方(fāng)便;第二:可同時測量多點動態撓度或者靜態撓(náo)度(dù),效率更快,***度更高;第三:可(kě)對撓度(dù)值(zhí)同時(shí)進行兩位測(cè)量,即縱向、尤其是橫向的位(wèi)移測量,解決目前***儀(yí)器存在的技術壁壘;第四:可以(yǐ)采用先拍(pāi)攝視頻錄像,事後再進行處理分析(xī)的方式,彌補現場測量(liàng)可能存在的(de)盲點或不足;第五:隻需更(gèng)換個別(bié)備件,即可實(shí)現多功能測量,比如用於材(cái)料力學分析,應變(biàn)等等。
5、GPS測量
GPS的定位是利用(yòng)衛星基本三角定位原理,GPS接收裝置以測量無線電信號的傳輸時間來量測距離,以距離來判定衛星在太空中的位置,這是一種高軌道與***密定位(wèi)的觀測方式。GPS對於橋梁撓度的測量***度(dù)較低(dī)通常用於變形較大的大跨(kuà)徑橋梁的撓度測試,橋梁靜載測試采用靜態差分計(jì)算***度相對較高,動態撓度采用實時(shí)差分計算(suàn)***度相對較低。
6、毫米波雷達測試方法
測試(shì)原理:雷達首(shǒu)先發射天線饋送微波信號(hào),信號經與目標的(de)相互作用形成後向散射信號,***終被接收天線(xiàn)接收,經過相關(guān)信號與數據處理步驟,即可得到(dào)此(cǐ)次測(cè)量的一(yī)個采樣複信號,其(qí)中包含了信號強度和觀測相位值φ1 。雷達係統持續對輻射場區(qū)的目標(biāo)進行采樣,假設第二次(cì)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號就(jiù)包含了相應的信號強度(dù)和觀測相位值φ2。利用兩次(cì)測量(liàng)相位的變位來計算(suàn)視線上距離的變化,采用幹涉測量視線上(shàng)距離的變化。
毫米波(bō)雷(léi)達可進行橋梁靜態撓度、動態撓度測試,此外可以進行拉索索力測試以及拉索振動副職測試等(děng)。