[實用新型]用于橋梁荷載實驗的無線遙控式撓度測量系統

無效

• 申請號: 200820097957.2
• 申請日: 2008-04-01
• 公開（公告）號: CN201173847Y
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 張奔牛
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01B11/16;G08C17/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本實用新型涉及橋梁監測設備領域，尤其是一種用于橋梁荷載實驗的無線遙控式撓度測量系統。

背景技術

橋梁建設對于社會與經濟發展影響深遠。在橋梁設計、施工、運營等環節，任何微小的疏忽都可能釀成重大損失甚至災難性事故，輕則影響交通、消耗大量維修費用，重則橋毀人亡、造成巨大的人員傷亡與財產損失，從這一點講投資巨大的大型橋梁和投資較小的中小型橋梁的安全性的要求是同等重要的。因此確保絕大多數橋梁運行階段的安全性，是全世界橋梁工程界和政府管理當局的一個嚴峻課題，同時也是一個管理和決策上的普遍共性問題，具有極大的社會、經濟、科學意義。由于受環境、使用、老化等因素的影響，橋梁肯定會出現垂直方向的變形(通常所說撓度)，橋梁的垂直方向的變形是橋梁健康狀況的重要表現，如果變形到了一定程度即橋梁撓度變化超過一定程度，橋梁就有出現垮塌的危險。進行橋梁荷載實驗，收集橋梁撓度變化信息，能夠判斷已經投入使用的橋梁的健康狀況從而保證橋梁能夠安全健康的運營，也有助于驗證橋梁設計合理性、施工情況，保證橋梁在投放運營時的安全性并可以積累設計經驗，因此進行橋梁荷載實驗是對橋梁的設計、施工和安全運營有著重大的意義。目前，橋梁荷載試驗撓度測試方法，主要采用機械式位移計法、電子式位移計法和精密水準儀法。

1機械式位移計法

機械式位移計法常用百分表、千分表等儀表測試撓度，該法安裝與使用方便，讀數可靠，不受環境影響，測量精度高但該法需要搭設工作支架和觀測腳手架，而且觀測人員多，不能自動記錄，觀測讀數費時.僅適用于橋下可搭設支架的橋梁工程。

2電子式位移計法

電子式位移計法常用電阻式位移計和應變式位移計測試撓度該法不需搭設觀測腳手架，可采用測試記錄儀，讀數簡單、方便，所需人員少，數據可自動采集記錄，操作安全，分辨率高，反應速度快，其測試精度較高但安裝調試較為麻煩，測試精度和穩定性受應變片粘貼質量和環境的影響，而且仍需搭設工作支架，僅適用于橋下可搭設支架的橋梁工程。

3精密水準儀法

精密水準儀法常用s型水準儀測試撓度。該法不需搭設工作支架和觀測腳手架，測量精度較高，但一般需轉站觀測，觀測時間較長。對于特大跨徑橋梁，觀測時間長，觀測相當麻煩，而且測試精度穩定性易受觀測人員水平等因素的影響。

由此可見，對于大跨徑橋梁，采用上述方法測試橋梁荷載撓度，所需測試輔助工作多，測試時間長，而且往往受到各種客觀因素影響，致使撓度測試精度有所下降。更為重要的是要對一座橋梁結構的安全性進行全面的評價，僅僅靠測量一兩個點的撓度變化情況是遠遠不夠的，還應該對橋梁結構上多個關鍵部位的撓度進行測量，才能夠通過橋梁線性的變化趨勢預測橋梁的健康狀況，因此，荷載實驗通常需要對橋梁的多個測點撓度同時測量，通常需要8個點或者更多，然而，橋梁荷載試驗加載后橋梁狀態很難長時間保持，需要在約30秒內測完所有點，因此必須快速測量以提高測量的準確性。使用現有的激光撓度測試裝置同時測量多測點的撓度數據有很多缺陷有待完善；例如，采用現有的激光撓度測試儀時，對于跨度大、縱坡長且橋下有水的橋梁完成快速測量有很大困難，如果人為開關激光投射裝置，兩個測點間有幾十米的距離，測量人員走完兩個測點之間的距離都要幾分鐘時間，而大跨徑橋很長，有的四五百米長甚至更長，消耗時間會更長；如果采用普通的遙控方法遙控激光投射裝置的啟停也還是需要花費很長的時間，例如采用對講機或者普通按鍵式遙控器開啟或者關閉激光投射裝置，不僅增加了人工上的成本，而且人工操作的速度仍然不能滿足多測點快速測量的要求；如果各測點的激光投射裝置將激光投射到不同的接受屏，則勢必增加人力物力成本；各測點的激光投射裝置將激光投射到一個接收屏時，必需處理好不同測點光斑的交疊問題，此時，若果同時測量則光斑數量數量越多，光斑越容易交疊，而且圖像采集處理程序對識別不同光斑的難度越大，因此撓度測點數量受到限制，如果逐點測量不僅要保證各測點激光投射裝置的快速切換以滿足測量時間的要求，而且要把握好各測點激光投射裝置切換時機才能進行對應測點的光斑數據采集，否則會造成不同測點的激光光斑數據相互混淆；現有的技術方案無法完全解決上述問題。因此，在橋梁荷載實驗測試方面，缺乏一種合理方便地、能夠在很短時間內迅速完成多點撓度測量技術方案。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種用于橋梁荷載實驗的無線遙控式撓度測量系統，該系統配置合理，實施簡單、操作方便，大大降低了橋梁荷載試驗的撓度檢測人力物力成本，能夠實現在很短時間內迅速完成多點撓度測量，提高荷載實驗撓度測量的效率和準確度。