[發明專利]一種集中同步測試的橋梁撓度測試裝置及方法

有效

• 申請號: 200910273439.0
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN101776442A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 汪正興;王波;田啟賢;朱世峰;鐘繼衛;李東超;郭翠翠;胡貴瓊;姜輝;蘇祖平;方華兵;劉德清;林一寧
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團武漢橋梁科學研究院有限公司;中鐵大橋局股份有限公司
• 主分類號: G01B13/24
• 分類號: G01B13/24
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;魏利明

技術領域

本發明涉及一種橋梁成橋荷載試驗及橋梁定期檢測時撓度的測試裝置及方法，適用于任意橋跨長度的多個測點撓度數據的集中同步測試，屬于橋梁檢測技術領域，具體地說是涉及橋梁檢測過程中，基于橋梁檢測車等集中同步測試模式下的一種高精度、高效率的橋梁撓度測試裝置及方法。

技術背景

在橋梁檢測過程中，各種采集設備遍布橋梁各個位置，設備調試、安裝較困難，工作效率低下，因此，隨著橋梁靜、動載傳感、傳輸及測試技術的飛速發展，基于橋梁檢測車等集中同步測試模式下的快速橋梁檢測方法是橋梁檢測發展的必然趨勢。橋梁撓度作為一種重要的評判參數，對檢驗和評價橋梁結構的真實受力特性具有重要的理論價值；因此，橋梁檢測過程中，高精度及高效率的橋梁撓度測試顯得至關重要。在現有橋梁檢測過程中，橋梁撓度測試一般采取如下方法：1、采用采用水準儀等光學測量儀器測量橋梁撓度，雖然操作簡便，但測量精度較低，尤其橋梁檢測常在夜間進行，其測量結果受人為影響干擾較大，誤差較大，而且當橋梁縱坡較大時，需轉點操作，工作效率非常低。2、采用百分表、千分表等位移計測試橋梁撓度，雖精度較高，但固定底座安裝不便，且數據采集較為困難，工作效率略低。3、運用光電圖像原理，通過采集的圖像信號，采用數據處理方法，得出橋梁的撓度值，如專利號為ZL200610095083.2、授權公告號為CN100395515C、名稱為“張力線視頻撓度測量裝置及方法”的發明專利，以及申請號為200710103777.0、公開號為CN101055218、名稱為“橋梁撓度和位移的監測裝置及監測方法”的發明專利申請，其工作原理復雜，圖像數據采集受視距、光線等特定條件的限制，數據處理困難，而且成本較高，尤其在夜間測試時，實際可操作性差。4、基于連通器原理，根據開放式連通管內的液面的變化直接測量橋梁撓度，當橋梁縱坡較大時，通常在每兩個測點之間分別連一根連通管，此方法原理簡單，但實際測試效果表明：由于液體與管壁之間的粘滯阻力及水與管壁之間的毛細作用，導致測試精度不高，卸載后，回零讀數也存在較大誤差，同時，由于液體表面張力作用，液面呈非水平面狀，其讀數也存在較大誤差。5、基于連通器原理，直接將撓度轉化為管內液體的壓力，采用壓力變送器將壓力變化換成撓度的改變，如專利號為200310108447.2、授權公告號為CN100385201C、名稱為“大跨徑橋梁撓度監測方法”的發明專利，其方法理論上具有可行性，并且其僅在長期的橋梁監控中具有一定的實用價值，而在橋梁檢測過程中其成本較高，在不封閉交通的情況下，裝置現場安裝困難。6、基于連通器原理，采用微壓差計，將橋梁撓度的改變轉化為測點端部氣壓的相對差值，此方法相對于傳統的撓度測試方法而言，測試過程中的效率有較大提高，但是測試前需在測點位置逐個安放帶微壓差計的配套儀器，測試完成后逐個回收儀器，操作不便，此方法不適應于未來橋梁快速測試的發展趨勢。因此，現有橋梁撓度測試裝置及方法存在如下缺陷：1、光學儀器測試精度低，誤差較大，無法真實評判橋梁結構的受力特性；2、千分表等測試裝置安裝復雜，數據采集困難，工作效率低下；3、光電原理等工作機理復雜，前期數據計算困難，計算成本及經濟成本較高。4、壓差式橋梁撓度測試技術前期準備工作及測試完畢后的儀器回收工作效率低下，尤其在未來快速橋梁檢測技術發展趨勢下，此方法有一定的局限性，無法適用于大橋快速橋檢技術的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于橋梁檢測車等集中同步測試模式下的高精度、高效率的橋梁撓度測試裝置及方法，克服了現有技術中各種撓度測試裝置及方法的不足，在每兩個測點之間僅需連接單支液體連通管，連通管兩端分別連接液柱調節器、氣柱調節器，并采用較細的傳壓氣管連接各測點位置的氣柱調節器與集中采集站點處的液體連通容器；通過在測點端部密閉小段氣體，將液、氣耦合壓差的改變轉變為橋梁撓度的變化，即當某測點位置產生撓度變形時，通過傳壓氣管的傳遞作用，可將該測點相應的連通管兩端液面的液壓差轉化為集中采集站點處液體連通容器端部密閉氣體的氣壓差，據此推算出兩測點間相對撓度值的大小。本發明測試裝置及方法可使得各個測點的測試儀器“集中化”，實現基于橋檢車等集中同步測試模式下的橋梁撓度測試，符合未來橋梁快速測試的發展趨勢。

本發明的技術方案是這樣實現的：