[發明專利]一種測量橋梁受彎構件內力的傳感器組件及方法

有效

• 申請號: 202110381037.3
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113092038B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 冉志紅;林帆;張林艷
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01L5/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 曹洋苛

本發明公開了一種測量橋梁受彎構件內力的傳感器組件和方法，包括立柱、變形板、穩定板、上緣應變測試傳感器、下緣應變測試傳感器和傾角傳感器；所述立柱與橋梁的受彎構件連接，所述變形板和穩定板分別設置在立柱之間，所述變形板設置在立柱的頂端位置，所述穩定板設置在變形板下端位置；所述傾角傳感器設置在變形板上，所述上緣應變測試傳感器和下緣應變測試傳感器成對設置在變形板上下端面相匹配位置處；所述傾角傳感器設置在變形板上，所述上緣應變測試傳感器和下緣應變測試傳感器沿傾角傳感器對稱設置；1)本發明利用一個傳感器組件，便捷、高效的對受彎構件的內力進行間接測試，對于判斷結構受力狀態具有直觀、清晰的優點。

技術領域

本發明涉及橋梁結構測試技術領域，尤其是一種測量橋梁受彎構件內力的傳感器組件及方法。

背景技術

結構內力是結構的重要力學特征，橋梁結構大多屬于受彎構件。受彎構件主要承受彎矩和剪力的作用，這兩項內力的測試目前多采用應變測試的方式進行。

應變測試的最大問題是對于開裂構件或其他損傷的構件，應變只能反映局部測試點的受力狀態，不能反映整個構件某一區域的受力狀態。應變測試對于表面有附屬層覆蓋的情況無法進行，所以多數要在梁底進行測試，操作很不方便。

目前對于結構內力進行測試的傳感器主要是索類結構較為成熟，采用振動方法測試其頻率，然后進行換算得到絕對索力，這種方法在索支撐結構的測試中開展較多，也能很好地進行結構內力的計算和分析。

按照規定，橋梁結構需要定期進行加載試驗。加載過程中，測試應變及位移數據，根據測試結果分析結構的受力狀態和損傷情況。如果結構未發生損傷，測試結果小于理論結果；如果測試結果大于理論結果，則結構是否損傷以及損傷程度需要進一步進行承載力計算確定。

實際上影響結構損傷的直接因素是內力，通過內力的變化判斷結構的損傷是從結構設計概念出發，按照作用效應的思路進行。內力比應力更具有宏觀性，更能直接反應結構的受力狀態。

但是，內力的測試無法高效的進行直接測量，而且現有技術中內力的測量無法做到高效動態測量，這給橋梁損傷精準測量帶來了一定的困難。

發明內容

本發明的目的在于，針對目前橋梁損傷測量存在困難的問題，提供一種測量橋梁受彎構件內力的傳感器組件及方法，采用測試傾角及應變組合的變化量，進而按照節點位移與內力之間的關系，進行測試區段的內力計算，高效的算出內力值；受彎構件的內力(彎矩和剪力)測試，能夠為橋梁結構的靜載試驗提供新的測試參數，同時測試也可以轉換為高頻采集，進行結構動態內力測試；這種動態內力測試也可以用到橋梁結構監測系統中。

本方案是這樣進行實現的：

一種測量橋梁受彎構件內力的傳感器組件，傳感器組件設置在橋梁的受彎構件上，包括立柱、變形板、穩定板、上緣應變測試傳感器、下緣應變測試傳感器和傾角傳感器；所述立柱與橋梁的受彎構件連接，所述變形板和穩定板分別設置在立柱之間，所述變形板設置在立柱的頂端位置，所述穩定板設置在變形板下方位置；所述傾角傳感器設置在變形板上，所述上緣應變測試傳感器和下緣應變測試傳感器成對設置在變形板上下端面相匹配位置處；所述傾角傳感器設置在變形板上，所述上緣應變測試傳感器和下緣應變測試傳感器沿傾角傳感器對稱設置。

基于上述測量橋梁受彎構件內力的傳感器組件，所述穩定板分別與立柱通過鉸裝置連接。

基于上述測量橋梁受彎構件內力的傳感器組件，鉸裝置包括上部固定塊、下部固定塊、高彈性聚合塊和低彈性橡膠塊；所述上部固定塊和下部固定塊分別與其所在的立柱固定連接，所述穩定板設置在上部固定塊和下部固定塊之間，所述高彈性聚合塊設置在穩定板與上部固定塊或下部固定塊之間的位置；所述低彈性橡膠塊設置在穩定板與立柱之間。

基于上述測量橋梁受彎構件內力的傳感器組件，所述上緣應變測試傳感器、下緣應變測試傳感器分別至少由2片應變片串聯而成。