[發明專利]一種基于應變的懸臂構件擾度測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201710678180.2
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN109163651A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 雷明鋒;林越翔;彭立敏;施成華;朱釗辰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01M5/00;G01M13/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

本發明公開了一種基于應變的懸臂構件擾度測量裝置及方法，測量裝置包括：單向應變計組，用于測量監測點處懸臂構件上下表面的應變變化；數據采集組件，用于采集各監測點的測量數據；數據處理組件，用于根據單向應變計組測量的應變變化，通過應變?擾度法對測量數據進行處理，獲得懸臂構件變形曲線。本發明可應用于建筑結構中任意形式下的懸臂結構以及隧道工程中預支錨桿及管棚等懸臂構件。本發明有效的規避了傳統全站儀定點測量法及激光測距法中受視線制約的固有缺陷，并具有較高的精度，能實現結構變形的動態監控。

技術領域

本發明涉及懸臂梁、錨桿與管棚等懸臂構件擾度測量領域，特別是一種基 于應變的懸臂構件擾度測量裝置及方法。

背景技術

在工程設計、施工以及服役過程中，對構件變形進行測量有助于準確的把握 構件關鍵部位的受力變形狀態，從而對構件變形發展趨勢做出預判，確保施工過 程的安全與服役階段的可靠。因此進行準確的結構測量，是一項極為重要的工作。

現階段，測量構件變形的主要方法是采用全站儀定點測量。如中國發明公開 號CN106500651A公開了一種結構幾何變形的安全監控方法，該方法基于全站 儀測量結果，經過一定的理論換算可得出不同工況下的結構變形，從而對結構變 形做出預判，確保其控制在相應的安全范圍內。然而，在實際施工過程中乃至到 結構正常服役階段，由于防護網、臨時支撐構件、模板、堆砌物等障礙物的視線 阻擋，采用全站儀法測量變形受到了極大程度的制約，難以實現對構件變形的準 確測量。采用激光測距進行建筑結構的監控也是現階段較為常用的一種監測手段， 如中國發明公開號CN104949627A公開了一種基于激光的結構變形測量系統， 該系統通過在結構表面設置若干激光頭及感光棒，能夠實現對結構表面變形的測 量。然，激光測距法仍然無法突破障礙物遮擋的制約，且僅能夠測量結構表面變 形的直線距離，無法擬合出構件整體的變形狀態。

因此如何規避上述監測方法中固有的缺陷，創建一種適用性更廣、操作簡單 精度良好的結構變形測量方法，已成為工程施工過程及服役狀態監測中亟待解決 的問題。

發明內容

本發明旨在提供一種基于應變的懸臂構件擾度測量裝置及方法，解決現階 段構件變形測量無法突破障礙物遮擋制約的問題，使測量過程更為簡便，同時不 受工作環境的影響與制約。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種基于應變的懸臂 構件擾度測量裝置，其特征在于，包括：

單向應變計組，用于測量監測點處懸臂構件上下表面的應變變化；

數據采集組件，用于采集各監測點的測量數據；

數據處理組件，用于根據單向應變計組測量的應變變化，通過應變-擾度法 對數據采集組件所獲取的測量數據進行處理，獲得懸臂構件變形曲線。

所述單向應變計組包括：

應變計；

支座，用于支撐固定應變計；

信號線，用于將所述應變計與所述數據處理組件電連接。

所述單向應變計組還包括保護層，包覆所述應變計、支座、信號線形成的 組件。

所述應變計個數為兩個以上；且兩個以上所述應變計均勻分布于所述保護 層內，相鄰兩個應變計的間距為0.5m。

相應地，本發明還提供了一種基于應變的懸臂構件擾度測量方法，包括以 下步驟：

1)在構件變形之前，根據懸臂構件實際尺寸，截取足夠長度單向應變計組， 于測點的上下表面對應布置單向應變計組，使單向應變計組對齊并密貼 固結于待測懸臂構件表面，記錄下應變計的初始狀態；

2)構件變形后，讀取測點上下表面應變計的數值，并計算懸臂構件各分段 的平均曲率及各測點轉角；