基于連通管原理的橋梁撓度自動測量方法
2017-08-21 
   0 引 言

   為適應(yīng)社會經(jīng)濟快速發(fā)展的需要,近年來全世界的橋梁技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。在跨度方面,我國已位居世界先進水平。橋梁的大跨度及結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣等特性對主梁撓度、應(yīng)力、環(huán)境荷載、承載力等安全參數(shù)均提出了較高要求。其中,主梁撓度變化是反映大橋安全狀態(tài)及進行內(nèi)力狀態(tài)評估分析的重要參數(shù),也是結(jié)構(gòu)安全預(yù)警的重要指標(biāo)。因此,無論是健康監(jiān)測項目還是常規(guī)檢查項目,對橋梁撓度參數(shù)變化的測量,都具有非常重要的意義。

   目前,常用的橋梁撓度測量方法主要有精密水準(zhǔn)儀法、全站儀法、百分表法等人工測量方法和以傾角儀法[1-2]、光電成像法[3]、激光靶標(biāo)法[4]、GPS法[5]等為主的自動測量方法。本文將重點介紹連通管法測量橋梁撓度變化的連通管系統(tǒng)的構(gòu)成、測量原理、方法特點、現(xiàn)場實施及其注意事項等。

   2 連通管測量原理在橋梁撓度測量中的應(yīng)用

   2.1 連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)建設(shè)

   將連通管測量原理應(yīng)用在橋梁撓度測量中,程序員可以根據(jù)選用撓度傳感器的通訊協(xié)議、輸出信號和采集策略等編寫一套橋梁撓度數(shù)據(jù)采集與處理程序,這樣,所設(shè)計的系統(tǒng)便可實現(xiàn)橋梁撓度的自動測量。

   2.2 連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)的注意事項

   連通管法測量橋梁撓度的幾大難點:

  ?。?) 連通管中存在氣泡或氣柱會使液位與實際不符;

  ?。?) 液體中含有雜質(zhì)可能阻塞或堵塞連通管道;

  ?。?) 通訊線纜過長,信號會受到環(huán)境干擾;

  ?。?) 連通管中的液體在環(huán)境溫度降到其凝固點后會發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象;

  ?。?) 對于長期在線監(jiān)測工程,該方法還有另一個難點,即連通管中液體揮發(fā)過多會導(dǎo)致?lián)隙葌鞲衅鹘佑|不到液體,測得的數(shù)據(jù)降為零,與實際不符。

   為了克服以上難點,在實際工程項目中,宜按以下方法開展工作:

  ?。?) 選擇通訊協(xié)議為RS485制式的撓度傳感器,通訊線纜選擇全銅材質(zhì)的雙芯屏蔽電纜,以便可以長距離傳輸信號,且基本不受環(huán)境干擾;

  ?。?) 大容積容器可選擇不銹鋼材質(zhì),連通管道選用PPR管,安裝在連通管道中的閥門選擇全銅球閥,注入連通管的液體選用加防腐劑的純凈水,以便有效防止液體變質(zhì),避免管道阻塞;

  ?。?) 近撓度傳感器端的連通管支管選用透明軟管,以便于撓度傳感器的安裝更換和連通管加水或排氣時的液位監(jiān)視;

  ?。?) 撓度傳感器須安裝在容器總高度的1/3~2/3范圍,并基本保持在同一水平線上,要避免部分撓度傳感器超量程或數(shù)據(jù)為零;

   (5) 設(shè)置連通管缺水報警裝置或者自動補水管路,避免水位下降而無法進行撓度測量。

   3 連通管法橋梁撓度測量應(yīng)用案例

   4 結(jié) 語

   橋梁撓度在線實時監(jiān)測是橋梁健康監(jiān)測的重要組成部分,基于連通管原理的橋梁撓度測量方法是一種簡單有效的方法。采用RS485通訊技術(shù)的撓度傳感器,能實現(xiàn)撓度數(shù)據(jù)的精確測量和遠距離傳輸,滿足各類大中型橋梁健康監(jiān)測的監(jiān)測需要。在重慶石板坡長江大橋的應(yīng)用結(jié)果表明,基于連通管原理的橋梁撓度自動監(jiān)測系統(tǒng)測試效果良好、性能穩(wěn)定可靠,能有效應(yīng)用于橋梁撓度的長期實時自動監(jiān)測。

   參考文獻

   [1] 侯興民,楊學(xué)山,廖振鵬,等.實時測量橋梁撓度[J].地震工程與工程振動,2002,22(1):67-72.

   [2] HOU X M, YANG X S, HUANG Q. Using inclinometers to measure bridge deflection [J]. Journal of Bridge Engineering, 2005, 10(5): 564-569.

   [3] 夏哲,付紅橋,張文,等.橋梁變形圖像監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)[J].重慶大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)報,2004,27(6):17-20.

   [4] 董輝,陳偉民,符欲梅,等.一種激光圖像撓度測量方法[J].傳感器技術(shù),2004,23(10):63-66.

   [5] ASHKENAZI V, ROBERTS G W. Experimental monitoring of the humber bridge using GPS [J]. Civil Engineering, 1997, 120(4): 177-182.
Copyright © 2007-2022 cnbridge.cn All Rights Reserved
服務(wù)熱線:010-64708566 法律顧問:北京君致律師所 陳棟強
ICP經(jīng)營許可證100299號 京ICP備10020099號  京公網(wǎng)安備 11010802020311號