桥梁挠度测量的一种新方法
测量挠度的仪器和方法
测量挠度的仪器和方法
挠度是在垂直于轴线(或构件轴线)的方向上,构件承受的垂直于轴线(或构件轴线)的力作用下产生的挠曲变形的大小。
测量挠度的方法有多种,下面是其中两种常见的方法:
1.百分表测量法:将测杆固定在挠度测点处,测杆上的读数装置
(百分表)可直接读出挠度的最大值。
此方法需要用到百分
表、测杆和支撑架等设备,适用于较长的构件或桥梁的挠度测量。
2.光学仪器测量法:使用光学仪器(如经纬仪、光学水准仪等)
测量构件的挠度。
将光学仪器固定在测点处,通过望远镜或光学水准仪等设备,可以读出挠度的最大值。
此方法需要用到光学仪器、支架和支撑架等设备,适用于高精度的测量要求。
需要注意的是,测量挠度时需要考虑到构件的弹性变形和塑性变形等因素,以及环境温度、湿度等因素对测量结果的影响。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的测量方法和仪器。
新型非接触式桥梁挠度和变形的检测方法
在 交 通 行业 中 .限 于地 形 和水 域 及 传 统 测 量方 法 的 限 制 .非 接 触 式 桥 梁 结 构 测 试 技 术 具 有 广 阔 的
桥 静 载 试验 为背 景 ,分 刖采 川 非 接 触 式位 移 检 测 装 置 和传 统 的 百 分表 测 量 方 法 进 行 对 比测 量 研 究 .确 认 了 非 接触 式 桥 梁 位 移测 量 精度 可 满 足 T 测 量要 求 结 果表 明 非接 触 式 位移 检 测 法不 仅 测 量 时无 需 支 架 .省时 省 力 .而 且在 1 0m以 程 . 0
要设 备是高 分辨率黑 白数字 摄像机 和镜头 .其中摄像 机有 效成像 为 12 0×9 0 素 .像 素尺 寸为46 1 8 6像 .5I × I
行 的 .但 需 要假 设 构 件 的 实 际挠 度 曲线 方 程 . 日通 .
收 稿 日期 :2 1— 4 0 000—9 第 一 作 者 简 介 : 项 贻 强 ( 9 9 ) 男 , 浙 江 杭 州 人 , 浙 江 大 15 一 , 学桥 梁 隧道 工 程 教 授 .博 士 生 导 师 . 主要 研 究 方 向 为 大跨 度 桥 梁 的 分 析 理 论 、 健 康 监 测 与 控 制 、损 伤 识 别 、 捡 测 加 固 、 评 估 管 理 系 统
文 献 f 1介 绍 了 连 通 管现 自动 读 数 .在 连 通 管 的基 础 上 . 采 用 了超 声 波 和
探讨激光投射式位移传感技术在桥梁挠度检测中的应用
探讨激光投射式位移传感技术在桥梁挠度检测中的应用作者:刘路来源:《科技与创新》2014年第23期桥梁挠度检测的目的主要是为了检验桥梁的工作性能和施工质量是否达到设计要求。
近年来,随着我国桥梁建设数量的不断增加,如何快速、准确地对桥梁挠度进行检测也成为了桥梁建设部门所面临的一项重大课题。
传统的检测方法不仅操作复杂,而且测量速度较慢,测量精度也无法得到有效保证。
鉴于此,本文介绍了激光投射式位移传感技术在桥梁挠度检测中的应用,以期为日后的桥梁挠度检测提供一定的技术支持,确保桥梁建设质量满足设计要求。
1; 激光投射式位移传感技术概述1.1; 工作原理目前,激光投射式位移传感技术已经成为桥梁挠度检测中应用最为广泛的一项技术,其工作原理为:在桥梁结构发生挠度的位置设置一个被测点,利用常规的检测方法测出该点的初始坐标,并利用光学成像镜头将该点的图像信息发送到图像传感器上;然后将采集到的图像信息传输到计算机中,用相应的分析处理软件对图像进行处理;最后利用数字图像处理技术计算被测点的坐标位置,通过比较得出该点的位移变化。
1.2; 应用过程中存在的问题就目前激光投射式位移传感技术在桥梁挠度检测中的应用效果来看,其不仅操作简便、测量速度快,而且后期的维护成本也比较低。
此外,与传统的测量技术相比,该技术的测量精度也非常高,可达到0.1 mm,因此,深受桥梁建设部门的青睐。
然而,随着桥梁结构的不断变化以及相关部门对桥梁挠度检测要求的不断提高,该技术存在的问题也越来越明显,比如无法应用于较大跨径的桥梁挠度测量中。
这在一定程度上限制了该项技术的普及和推广。
1.3; 改进方法为了进一步推广激光投射式位移传感技术,必须对问题的原因进行分析。
该技术之所以无法应用于较大跨径的桥梁挠度测量中,主要是因为该技术受点激光光源汇聚的效果差和光接受芯片标靶测量面积小而导致的。
针对该问题,可以在原有技术的基础上设置高收敛性准直半导体点激光发射器,以此从根本上实现远距离点激光汇聚投射。
基于模板匹配的桥梁挠度测量方法
基于模板匹配的桥梁挠度测量方法桥梁的挠度测量,听起来是不是有点高大上?其实呢,这就是我们生活中常见的桥梁在车来车往、风吹雨打下发生的微小弯曲。
咱们都知道,桥梁一旦出现问题,后果可就不堪设想。
你想,几十吨的货车、成群的过路车辆像踩高跷一样穿梭,桥梁的健康状况绝对不能掉以轻心。
怎么才能精确地测量桥梁的挠度呢?有个方法,叫做“基于模板匹配的桥梁挠度测量方法”,听上去挺神秘吧,但其实挺简单的,就是用模板去匹配,找出桥梁表面最细微的变化。
你可能会想,啥是“模板匹配”?嘿,别急,慢慢听我解释。
模板匹配,简单来说,就是通过把一个标准的模板图像放在桥梁的实际图像上,看看两个图像之间的差异。
从中就能找出桥梁的变形程度。
就像你把一张高楼的照片和你家小区楼盘的图片对比,能立马发现差别在哪里。
没错,模板匹配的“模板”其实就是那张标准的图,用来对照和比较的。
通过这种方式,我们能轻松找出桥梁在不同时期的状态变化,进而判断出桥梁的健康程度。
想象一下,桥梁像是我们每天穿的鞋子。
如果鞋子老了,走路会嘎吱嘎吱响,走得不稳,桥梁也是一样,随着使用时间的推移,它也会“老化”,出现一些微小的“伤痕”。
这些伤痕虽然看起来不起眼,但如果不及时处理,那后果可大可小。
所以,定期检查桥梁的状态是非常重要的。
而通过这种基于模板匹配的方法,测量过程就像是给桥梁做体检,能更精确地发现问题,及时处理。
说到这里,你是不是觉得很有意思呢?这种技术的背后,是利用了现代计算机技术和图像处理技术。
通过高精度的摄像头拍摄桥梁的实际图像,再通过电脑软件与模板进行比对,找出最微小的变化。
有点像是个侦探在找线索,你知道这条桥梁哪里有点“弯”,但是得通过精确的技术手段才能确认到底哪里出了问题。
毕竟,肉眼能看到的只是表面,而机器的眼睛可比我们更锐利。
不过,这个技术也不是完美无缺的,它有时候也需要依赖一些条件。
比如,摄像头得够清晰,拍摄的角度得合适,环境也得有利。
毕竟,拍个桥梁还不能像拍自拍那么随便,得有点技巧,才能拍出最准确的图像。
桥梁挠度测量方法及比较分析
桥梁挠度测量方法及比较分析引言:桥梁是城市交通网络的重要组成部分,而桥梁的安全性是确保交通运输顺畅和人民生命财产安全的关键要素之一、其中,测量桥梁的挠度是评估桥梁结构安全性的重要手段之一、本文将介绍几种常见的桥梁挠度测量方法,并对其进行比较分析。
一、细微应变法细微应变法是测量桥梁挠度最常见的方法之一、该方法通过在桥梁上设置一定数量的应变传感器,测量桥梁上的细小应变变化,然后根据杨氏模量计算出桥梁的挠度。
该方法的优点是操作简单、测量准确,并且可以长时间连续监测桥梁挠度。
但是,细微应变法需要频繁校准应变传感器,并且无法满足大跨度桥梁挠度测量的要求。
二、激光扫描法激光扫描法是一种非接触式测量方法,通过激光测距仪或者激光测量系统对桥梁进行扫描,然后根据扫描结果计算出桥梁的挠度。
该方法适用于大跨度桥梁的测量,并且可以快速、准确地获得桥梁的挠度数据。
但是,激光扫描法需要对扫描结果进行后期处理,同时需要保证激光测距仪的精度和扫描的稳定性。
三、应变测量法应变测量法是一种传统的桥梁挠度测量方法。
通过在桥梁结构上设置应变计,然后根据杨氏模量和梁的几何尺寸计算出桥梁的挠度。
该方法的优点是简单易行,并且能够对桥梁的局部变形进行测量。
但是,应变测量法需要避免传感器与桥梁结构的相互影响,并且无法满足长时间连续监测的需求。
四、位移测量法位移测量法是一种直接测量桥梁挠度的方法。
通过在桥梁上设置位移传感器,然后测量桥梁的实际位移,从而计算出桥梁的挠度。
该方法的优点是能够快速、准确地获得桥梁的挠度数据,并且可以满足长期连续监测的要求。
但是,位移测量法需要校准传感器和安装测量装置,并且需要考虑传感器与桥梁结构的耦合效应。
比较分析:从上述介绍可以看出,细微应变法、激光扫描法、应变测量法和位移测量法都是常见的桥梁挠度测量方法。
细微应变法和应变测量法是传感器直接测量桥梁的应变变化进行计算,适用于小跨度桥梁的挠度测量。
而激光扫描法和位移测量法是直接测量桥梁的位移进行计算,适用于大跨度桥梁的挠度测量。
在线监测桥梁挠度的实用方法
在线监测桥梁挠度的实用方法桥梁的挠度是指在受到外部荷载作用时,桥梁结构产生弯曲或变形的程度。
挠度的监测对于确保桥梁结构的安全性和稳定性非常重要。
以下是几种实用的在线监测桥梁挠度的方法:1.激光位移传感器:激光位移传感器可以通过测量光束的位移来监测桥梁的挠度。
这种传感器具有高精度和高稳定性,能够实时监测桥梁的变形。
激光位移传感器可以安装在桥梁的关键位置上,并与计算机或数据采集系统连接,实时记录桥梁的挠度数据。
2.光纤传感器:光纤传感器是一种基于光纤光学原理的传感器,可以通过光纤的弯曲来测量桥梁的挠度。
将光纤安装在桥梁的重要部位,当桥梁发生挠曲时,光纤弯曲度的变化会导致光信号的强度和相位发生变化,通过对这些变化进行分析,可以实时监测桥梁的挠度。
3.压力传感器:压力传感器可以测量桥梁在受力状态下产生的压力变化,从而推测桥梁的挠度情况。
将压力传感器安装在桥墩、梁体或关键承载构件上,当桥梁受力变化时,压力传感器会测量到相应的压力变化,通过分析这些数据,可以得到桥梁的挠度信息。
4.加速度计:加速度计可以测量桥梁的加速度变化,进而推测桥梁的挠度情况。
将加速度计安装在桥梁的关键位置上,当桥梁受到外部荷载作用时,会产生相应的振动和加速度变化,通过对这些加速度数据的收集和分析,可以得到桥梁的挠度信息。
5.挠度计:挠度计是一种专门用于测量桥梁挠度的传感器。
将挠度计安装在桥梁的关键位置上,当桥梁发生挠曲时,挠度计会记录下相应的变形情况。
挠度计可以分为光学挠度计、电阻式挠度计、电容式挠度计等多种类型,每种类型都有其特定的监测原理和应用范围。
这些在线监测桥梁挠度的方法可以单独使用,也可以结合多种方法进行综合监测。
通过对桥梁挠度数据的实时监测和分析,可以及时发现并解决桥梁结构的安全隐患,确保桥梁的正常运营和使用安全。
梁挠度检测方法
梁挠度检测方法一、引言梁挠度是结构工程学中常用的一种指标,它反映了梁的变形程度。
梁挠度检测方法作为一项重要的工作,为保障工程结构的安全运行提供了有效的手段。
本文将围绕梁挠度检测方法展开探讨,以期为相关工程领域的从业者提供帮助。
二、梁挠度的检测目的梁挠度检测方法的目的在于确定梁的变形程度以及变形形态,并比较实际变形与设计或规范要求之间的差别。
这是衡量梁结构安全性和稳定性的重要手段之一。
三、常用的梁挠度检测方法1.静态方法静态方法是指以静载荷作用下的梁挠度及竖向位移为基础,采用传统的数学方法计算梁的挠度。
传统的数学方法包括德劳内方程、差分方程和有限元分析等。
静态方法检测结果准确,但测试时间较长,工程投入成本高。
2. 动态方法动态方法是指以梁振动波形作为测量对象,分析梁的振动特性得出梁的挠度。
动态方法分为非接触测量和接触测量两种。
非接触测量主要是采用光纤传感等技术,进而得到梁表面形变信息,监测梁结构的变形和振动。
接触测量是利用激光滞后测量、振弦等技术对梁的振动采集数据,借此得到梁的挠度信号。
动态方法测试过程较快,成本较低,但准确度不如静态方法,易受到外界环境的影响。
四、梁挠度检测的实用范围梁挠度检测方法可应用于大型建筑、桥梁等重要工程结构领域,检测工作的实用范围较广。
五、结论梁挠度是反映梁变形程度的重要指标,梁挠度检测方法是保障工程结构安全运行的有效手段。
目前,静态和动态方法是梁挠度检测的主要手段。
不同的检测方法优缺点各有所长,从实际应用来看,可根据检测场景选择合适的检测方法,进而更准确地评估梁的安全性和稳定性。
桥梁挠度测量方法及比较分析
桥梁挠度测量方法及比较分析摘要:文章简首先阐述了传统的人工测梁挠度的测量方法,然后给出了几种桥梁挠度自动检测方法,最后预测了挠度测量的发展方向。
关键词:桥梁挠度测量人工测量自动检测预测方向桥梁的挠度变形是桥梁健康状况评价的重要参数,在桥梁检测、危桥改造以及新桥验收等方面都需要准确测量桥梁的静、动态挠度值。
随着桥梁健康监测技术的进步,人们研究了许多用于位移及挠度测量的方法。
目前,国内外测量桥梁挠度的方法有许多种,下面对常见的几种测量方法的原理、特点及适用范围做以简要介绍。
1、传统的人工测量方法1.1百分表测量法百分表测量法是较传统的挠度测量方法。
百分表的工作原理,就是利用齿轮转动机构所检测位置的位移值放大,并将检测的直线往返运动转换成指针的回转转动,以指示其位移数值。
特点:1)优点是设备简单,可以进行多点测量,直接得到各测点的挠度值测量结果稳定可靠;2)缺点比较繁琐,耗时较长,工作效率较低,现场应用有很大局限性;3)适用于桥下可搭设支架的桥梁工程。
1.2 精密水准仪测量法水准测量又名“几何水准测量”,是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。
在地面两点间安置水准仪,观测竖立在两点上的水准标尺,按尺上读数推算两点间的高差。
通常由水准原点或任一已知高程点出发,沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。
特点:1)具有速度快、计算方便、精度高和能够及时比较观测结果的特点;2)主要适用于测点附近能够提供测站条件、范围不大的桥梁挠度变化、观测点数不多的精密水准测量。
1.3 全站仪测量法全站仪挠度测量基本原理是三角高程测量。
三角高程测量通过测量两点间的水平距离和竖直角求定两点间高差的方法。
特点:1)这种测量方法简单,不受地形条件限制,是测量桥梁挠度的一个基本方法。
2)在桥梁加、卸载过程中,由于全站仪和棱镜固定不动,这就完全消除了仪器高和棱镜高的量测所带来的误差。
3)采用高精度全站仪可以更加有效地提高桥梁荷载试验挠度测量精度。
在线监测桥梁挠度的实用方法
在线监测桥梁挠度的实用方法在桥梁工程中,监测桥梁的挠度是非常重要的,可以帮助工程师及时检测桥梁的变形情况,提前发现并解决潜在的安全隐患。
下面将介绍几种在线监测桥梁挠度的实用方法。
1.传感器监测法:使用传感器对桥梁进行监测,最常用的是应变传感器和位移传感器。
应变传感器通过检测桥梁结构中的应变变化来间接测量桥梁的挠度。
位移传感器直接测量桥梁中一些特定点的位移变化来确定桥梁的挠度。
这种方法可以实时监测桥梁的变形情况,并将数据传输给监测系统,可视化显示桥梁的挠度变化。
2.振动监测法:通过在桥梁的关键部位安装振动传感器,实时监测桥梁的振动情况。
当桥梁受到外力作用产生振动时,传感器会检测振动的频率和振幅,并将数据传输给监测系统。
监测系统可用于分析桥梁的动力特性,并根据振动参数推断桥梁的挠度情况。
3.激光扫描监测法:通过激光扫描仪在桥梁的不同位置进行测量,获取桥梁表面的三维坐标数据。
通过不同时间点的三维数据比对,可以计算出桥梁的挠度变化情况。
激光扫描监测法具有高精度和无接触的特点,可以获得桥梁全面、准确的变形数据。
4.雷达监测法:利用雷达技术对桥梁进行监测,通过测量电磁波的反射时间和强度变化来获取桥梁表面的形变信息。
雷达监测法适用于监测桥梁远距离视线不良或无法直接观察到的部位,如桥塔、桥墩等。
5.大数据分析法:将桥梁监测系统收集的大量数据存储于云端,并应用大数据分析技术对数据进行处理和分析。
通过对大数据中的挠度变化进行统计和建模,可以实现对桥梁挠度的长期监测和预测。
总之,在线监测桥梁挠度的实用方法具有多种选择,可以根据具体的桥梁情况和监测需求进行选择和组合使用。
这些监测方法可以及时提供桥梁的变形情况,在保障桥梁安全和可靠性方面起到重要作用。
随着监测技术的不断发展和创新,相信在线监测桥梁挠度的方法也会越来越先进和精确。
毫米波雷达在桥梁挠度监测场景的应用
毫米波雷达在桥梁挠度监测场景的应用摘要:2021年末全国公路桥梁96.11万座,随着桥梁建设规模越来越大,对其结构安全监测需求也日益增长。
传统的桥梁挠度监测方法在实践中存在一些问题,例如传感器数量有限、安装位置受限、不便于远程监测等。
毫米波雷达作为一种新型无线传感器,可以实现远距离、高分辨率、实时性的挠度监测,为桥梁结构安全保障提供了新的思路和技术手段。
本文首先介绍了毫米波雷达技术基本原理和特点,其次阐述了毫米波雷达在桥梁挠度监测中的应用场景和优势,接着详细分析了毫米波雷达挠度监测数据处理方法和算法,最后讨论了毫米波雷达在桥梁结构安全监测中应用前景和发展趋势。
关键词:毫米波雷达;桥梁挠度监测;数据处理;算法;应用前景一、引言桥梁作为重要的基础设施之一,承载着大量人和货物的运输任务。
随着经济发展和人口增加,桥梁建设规模和数量持续增大。
根据2021年交通运输行业数据显示,到2021年末,中国公路桥梁共有96.11万座、7380.21万延米,其中特大桥梁7417座、1347.87万延米,大桥13.45万座、3715.89万延米。
如何保障桥梁结构安全成为桥梁建设和运营中必须考虑的重要问题。
2021年3月交通运输部办公厅颁发了《公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施方案》,提出工作目标2025年之前要在全国跨江跨河跨谷401座特大桥梁上安装结构健康监测系统。
挠度作为桥梁结构的重要参数之一,可以反映出桥梁结构的变形和承载能力,是桥梁结构安全评估和监测的重要依据。
传统的桥梁挠度监测方法主要采用连通管法、水准仪、GPS、图像式或光电式等,但这些传统方法存在传感器数量有限、安装位置受限、不便于远程监测、数据无法实时传输等问题。
因此,如何开发一种新型的挠度监测方法,以满足桥梁结构安全监测的需求,成为了一个重要的研究方向。
毫米波雷达技术作为一种新型无线传感器技术,测试精度和采样频率较高,可以实现远距离、高分辨率、实时挠度监测,不仅能够测试桥梁静挠度和动挠度,还能实现多点同时采集,桥下无需搭设支架,不影响正常交通,受环境影响小,能实现长期监测,为桥梁结构安全保障提供了新的思路和技术手段。
桥梁挠度测量实验报告
### 参考信息分析
[1] 提出了一种基于梁体转角的桥梁挠度测量新方法,并自主研发了一套测量装置。
该方法通过对梁体转角进行测量,间接计算出桥梁挠度,具有较好的精度和实用性。
[2] 全站仪测量法是一种常见的桥梁挠度测量方法,其基本原理是三角高程测量。
该方法操作简单,但受环境影响较大。
[3] 基于单片机的桥梁挠度测量系统,适用于大跨度铁路桥梁和公路桥梁的挠度测量。
该方法具有较好的精度和稳定性。
### 桥梁挠度测量方法及比较
1. 基于梁体转角的测量方法
- 原理:通过测量梁体转角,间接计算出桥梁挠度。
- 优点:精度高,适用于各种类型的桥梁。
- 缺点:需要自主研发测量装置,成本较高。
2. 全站仪测量法
- 原理:利用三角高程测量原理,测量两点间的水平距离和竖直角,计算两点
间高差。
- 优点:操作简单,成本较低。
- 缺点:受环境影响较大,精度相对较低。
3. 基于单片机的桥梁挠度测量系统
- 原理:利用单片机采集桥梁挠度数据,通过软件进行处理和分析。
- 优点:精度高,稳定性好,适用于大跨度桥梁。
- 缺点:需要专业的技术支持,成本较高。
### 总结
桥梁挠度测量方法的选择应根据实际需求和工程条件进行。
对于大跨度桥梁,建议采用基于单片机的桥梁挠度测量系统或基于梁体转角的测量方法,以保证测量精度和稳定性。
对于中小跨度桥梁,可考虑使用全站仪测量法,以降低成本。
在实际应用中,应根据具体情况进行综合评估,选择最合适的测量方法。
桥梁挠度测量新方法的探讨
数量太大 , 现有 的桥梁挠度测量仪器 和方法 都有一定的局 限性 , 不能满足要求 。现 场急需一种操作简单 、 安装
快捷 、 实用性强 、 可方便测量梁 体挠度的测量仪器 。 研究结论 : 通过对 目前 国内梁体挠度测 量常用 4种方法 的比较 , 出了采用 C D成像 处理技术 进行挠度 提 C 测量的方案 , 并研 发 了便 于现场使用 的桥 梁挠度测量仪 。通 过现场桥 梁挠度 测量 的对 比性 实验 , 明采用该 证 仪器的测量结果与采用北京铁路局 桥梁检定 队挠度专用仪 器的测量结果 的误差仅 为 3 0 一 . % , .% 6 9 2种测试
Re e r h c ncuso : hr u h ma i g t e c m p rs ns o h o rc re tme h d n Ch n o e m e e t n,t e s a c o l i ns T o g k n h o a o ft e f u u r n t o s i i a fr b a d f ci i l o h b i g e e to a u i n t m e s d v lp d b s d o h r g a o i g CCD m a i g t c noo y t e s r rd e d f cin me s rng i sr l u nti e e o e a e n t e p o r m fusn i g n e h l g o m a u e
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20 0 8年 7月 第 7期 ( 18 总 1)
铁
道
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程
学
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Jl 20 u 0 8
J OURNA F RA L AY E L O IW NGI ER NG O E Y NE I S CI T
挠度测量方法
挠度测量方法
以下是 7 条关于挠度测量方法的内容:
1. 你知道用百分表来测量挠度吗?就像医生用听诊器听心跳一样,把百分表轻轻放在要测量的地方,然后就能精确地读出数值啦!比如测量一个钢梁的挠度,放好百分表,看着指针的变化,哇,就能知道它弯了多少呢!
2. 激光测距仪可是个厉害的玩意儿来测量挠度哦!想象一下,它就像你的超级眼睛,能一下子看到细微的变形。
比如说在测量一个大型桥梁的时候,用激光一扫,数据马上就出来了,多酷啊!
3. 应变片测量挠度也很不错呀!它就好比是个小侦探,悄悄地贴在物体上,感受它的变化。
就像给一个柱子贴上应变片,任何微小的挠度都逃不过它的“法眼”呢!
4. 水准测量法你听说过吗?这就好像是在给物体量身高一样。
当要测量一个大坝的挠度时,通过水准测量,能清楚地掌握大坝的“弯腰”程度,是不是很神奇?
5. 全站仪也能用于挠度测量呢!它就像是一个全能高手,各种角度、各种距离都能搞定。
就拿测量一个高楼来说,全站仪能精确地捕捉到每一点的变化,真厉害啊!
6. 挠度计测量也是常用的方法呀!这就好像有个专门的卫士在看护着物体的变形。
比如在监测一个机器零件的时候,挠度计能随时告诉你它是不是在“偷懒变弯”了。
7. 还有一种方法叫悬垂法测量挠度呢!是不是听起来很特别?就像是用一个线吊着东西,看它垂下去多少。
在测量一个细长杆件的时候,这种方法简单又好用呢!
我觉得这些挠度测量方法都各有特点和用处,在不同的场合和物体上都能发挥出它们独特的优势呢!。
怎样测挠度
问题:怎样测量桥梁的挠度?有什么优缺点?答:1.精密水准测量:如图所示要测定、两点间的高差h AB, 可在A、B两点分别竖立水准尺, 并在A、B之间安置一台水准仪, 利用水准仪所能提供的一条水平视线, 分别在A、B两尺上读取读a和b, 则A、B的高差为h AB=a-b,若A点的高程为H a,B 点的高程为H B, 则H B=H A+h AB。
2.挠度计算的计算,假设桥梁在零荷载状态下某一观测点的高程为H, 第1级荷载状态下的高程为H∗, 则桥梁在第级荷载状态下的挠度(即变形)为h=H∗−H,进行桥梁检测试验时, 每一级加载后,待结构变形稳定即可进行水准测量, 获得每个观测点的高程, 按上式计算出每个观测电的挠度。
3.几种非接触观测桥梁挠度的新方法:(1)激光准直感光法。
一束准直激束射向桥面被测点上放置的低感光度照像底片,当荷载通过时,感光底片相对激光束振动,底片上留下桥梁振动的痕迹。
测量底片上的痕迹,即可得到桥梁动态挠度数据。
该法操作简单,成本低,但无振动过程和细节。
(2)重力或惯量传感器测量法。
该法一般采用微机进行A/ D 变换,具有较高的分辨能力,可进行多点测量;缺点是下限频率只达到1~2Hz ,动载速度稍快(大于15km/ h) 时,动态挠度曲线失真。
近来有人试图采用软件滤波法进行修正,但由于限定条件多而形成多边界,难以实现。
该法还不能进行静态挠度测量。
(3)激光准直和线蒸阵CCD 器件法。
该法动静态均可测量,具有微机记录功能,对小挠度、较短的桥梁施测使用方便;不足的是难以实现多点挠度同时测量记录。
(4)光电成像和CCD 摄像法。
可实现三维动、静态挠度检测,具有微机记录功能;缺点是采用标准摄像机,采样频率为25Hz ,高频部分丢失,而且难以实现多点同步检测动态挠度。
(5)光电分光成像和高速线阵“CCD”。
该法采样频率达200Hz 以上,可以方便地完成一般桥梁大挠度及大桥、特大桥多点三维挠度的同步测量。
全站仪挠度测量方法
全站仪挠度测量方法全站仪是一种用于测量建筑物、道路、桥梁等工程的高精度仪器。
在工程测量中,挠度是一个重要的参数,它用于评估结构的刚度和变形情况。
全站仪可以通过测量不同位置的垂直高差来实现挠度的测量。
下面将详细介绍全站仪挠度测量的方法。
全站仪挠度测量一般包括以下几个步骤:1. 设置仪器:首先,将全站仪放置在适当的位置,确保其稳定性和水平度。
使用三角架或其他支撑结构固定全站仪,确保其能够在测量过程中保持稳定。
2. 校准仪器:在开始测量挠度之前,需要进行仪器的校准。
校准包括水平校准和垂直校准。
水平校准是为了保证仪器水平度的准确性,而垂直校准是为了确保测量方向的垂直性。
3. 设置测量区域:确定要测量挠度的区域,并设置起始点和终点。
起始点通常是结构的固定端,终点可以是自由端或其他感兴趣的位置。
4. 进行测量:使用全站仪进行测量,在起始点和终点之间设置一系列测量点。
根据测量的需要,可设置多个测量点以获得更准确的结果。
5. 数据处理:将测量得到的数据导入计算机,并使用相应的软件进行数据处理。
通过计算每个测量点的垂直高差,可以获得结构在不同位置的挠度情况。
根据需要,可以进行拟合和插值等操作,以获得更精确的挠度曲线。
需要注意的是,在进行全站仪挠度测量时,应注意以下几个问题:1. 测量间隔:在设置测量点时,要根据结构的特点和需要确定测量点的间隔。
对于大范围或曲线结构,应增加测量点的密度,以获得更详细和准确的挠度数据。
2. 数据精度:全站仪的测量精度对于挠度测量非常重要。
要选择合适的全站仪,并在测量前进行校准,以确保测量结果的准确性和可靠性。
3. 数据处理方法:在对测量数据进行处理时,要选择适当的方法和软件。
常见的方法包括三次样条插值、有限元分析等,可以根据实际情况选择合适的方法。
全站仪挠度测量方法的主要优点包括快速、高精度和非接触性。
相比传统的挠度测量方法,如拉线法和变形计法,全站仪能够提供更准确、更方便的测量结果,并且能够实时获取结构的变形情况,提供有力的支持和指导,确保工程项目的安全和质量。
桥梁结构挠度监测方案与应用
桥梁结构挠度监测方案与应用桥梁作为现代交通建设的重要组成部分,承担着连接两岸、畅通交通的重要任务。
然而,由于长期的使用和自然环境的影响,桥梁结构会产生一定的挠度,给其安全性和稳定性带来一定的隐患。
因此,开展桥梁结构挠度监测显得尤为重要。
一、桥梁结构挠度监测的重要性桥梁结构挠度是指桥梁在荷载作用下产生的变形量,是评估桥梁健康状况的关键指标。
准确监测桥梁挠度可以帮助我们了解桥梁受力情况,及早发现结构变形、裂缝等问题,进而采取相应的维护和修复措施,确保桥梁的安全运行。
二、桥梁结构挠度监测方案1. 传统挠度监测方法传统的挠度监测方法主要采用测量仪器进行定期现场测量,例如使用测量仪器在桥梁上设置一定的测量点,通过测量点进行实时或定期的测量。
这种方案虽然能够获得较为准确的数据,但需要长时间的人力和物力投入,并且只能提供有限的数据。
2. 激光测距法激光测距法是一种非接触式、高精度的桥梁挠度监测方法。
该方法采用激光测距仪进行测量,将测量点与监测设备相连,通过测量点上的反射物来获取桥梁挠度数据。
激光测距法具有快速、准确、自动化等优势,可以实现对整个桥梁结构的全面监测。
3. 基于传感器的挠度监测系统基于传感器的挠度监测系统是一种全自动、实时的监测方案。
该系统通过在桥梁结构上布置多个传感器,实时采集桥梁的挠度数据,并传输到监测中心进行处理和分析。
这种方案具有实时监测、数据精确、无需人工干预等特点,能够提供更全面、详细的挠度监测数据。
三、桥梁结构挠度监测的应用1. 桥梁健康评估通过准确监测桥梁结构的挠度变化,可以评估桥梁的健康状况,分析结构的受力情况和变形趋势,为桥梁的维护和修复提供科学依据。
2. 预警和减灾及早发现桥梁结构的挠度异常情况,可以提前采取措施进行修复和加固,避免发生桥梁倒塌等严重事故,减少人员伤亡和财产损失。
3. 桥梁安全管理挠度监测数据为桥梁的安全管理提供重要依据,可以及时发现潜在风险和结构问题,做好桥梁的日常维护和管理工作。
蝴蝶形光纤传感器挠度监测方法研究
I试验与检测厂裴辉辉:蝴蝶形光纤传感器挠度监测方法研究S蝴蝶形光纤传感器挠度监测方法研究裴辉辉(合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009)摘要:塑料光纤作为一种新型的传感材料,具有导光能力强、灵敏度高、易于加工等特点。
本文尝试采用塑料光纤作为传感器的传感元件,设计基于强度调制原理的蝴蝶形光纤位移传感器挠度监测系统,用于桥梁挠度的长期实时监测。
该系统通过传感元件几何形状的变化感知待测点位移,再利用光功率计将光信号解析成电信号并传输至计算机,以实现对桥梁挠度的实时监测。
为了与直线位移传感器进行对比,进行了简支梁挠度测量实验。
结果表明:该系统操作简单、灵敏度高、性能可靠,两者测量结果最大相对误差为3.64%,小于桥梁工程挠度测量误差5%的要求,为桥梁挠度的长期监测提供了一种更加简单可靠且成本较低的解决方案。
关键词:挠度监测#光纤传感器#塑料光纤#光功率中图分类号:U446.2文献标志码:A文章编号:1673-5781(2020)06-1112-030引言挠度作为最能够反映桥梁受力情况、评估桥梁质量、分析桥梁潜在问题的重要参数之一,无论是在施工阶段还是运营过程中,都是监测的重点*研究适用于桥梁挠度的长期实时监测系统,对桥梁动态挠度变化进行长期实时监测,以避免发生具有渐变性质的重大安全事故,同时为桥梁的日常管理养护提供参考和依据,具有重要的工程实用价值*目前常用的挠度监测方法有水准仪法1、GPS法2、光电成像法%&、连通管法4等*水准仪法是利用水准仪和水准尺来测量,根据水准仪前后两次读数的差值求得两点间的高差。
该方法设备安装较为复杂、受气流和车辆振动影响较大*GPS 法是利用全球定位系统对桥梁的线形进行监测,定位速度快精度高,但是成本较高,仅适用于特大型桥梁*光电成像法是利用测点上的激光发射器与参考点的接受器之间的相对位移感知桥梁挠度变化,该方法测量精度易受恶劣气候环境的影响,设备成本较高*连通管法是利用连通管原理,将桥梁挠度的变化转化为连通管内液体高度的变化。
倾角仪测挠度
由中国地震局工程力学研究所开发研制的QY倾角仪是一种测量桥梁挠度的新方法。
QY型倾角仪是在回转摆上利用电容传感技术和无源伺服技术构成的高灵敏度抗振动干扰的倾角测量仪器。
倾角仪的输出电压与所测桥梁截面的转角成正比。
通过在所测桥梁上布设QY型倾角仪,测量桥梁各测点的倾角值,然后通过专用软件给出桥梁各截面的挠度值、倾角值和曲率值。
主要技术指标灵敏度 100mv/角分最大量程 10角分漂移值小于0.2角秒电压±12vcd倾角仪测量桥梁挠度的优点∙仪器布置在桥面上,不需要静止的参考点。
利用倾角仪测量桥梁的挠度不需要任何静止的参考点,降低了对环境条件的依赖,尤其适于测量跨河桥、跨线桥、大型的跨海、跨峡谷桥梁和高桥的挠度;∙大大提高了测量效率。
由于在桥面上工作,所以倾角仪布设十分方便。
对于现役桥梁,这意味着大大缩短封桥时间,所以利用该方法特别适于检测运输繁忙的铁路桥、公路桥;∙不仅可以测量静挠度,而且可以测量动挠度。
根据桥梁动态检测数据可以得到荷载冲击系数和结构内力分布,以及桥梁的振型等动力学参数,所以桥梁动态检测数据越来越引起桥梁工作者的重视;∙倾角仪具有良好的低频特性和良好的瞬态反应能力。
倾角仪实际上是一种超低频加速度传感器,低频段幅值、相位频率特性满足低通型动挠度信号测量的不失真条件,所以测量结果不需要软件修正。
而且已经证明,倾角仪对大于3秒持续时间的单个正弦波和方波幅值反应都有较高的精度;∙具有很高的精度。
在实验室内已经进行了大量的动、静实验,结果具有很高的精度。
利用倾角仪已经在北京、哈尔滨、九江、乌鲁木齐和大庆等城市的十余座桥梁上进行了静挠度和动挠度实测,包括铁路桥、公路桥、铁路公路两用桥和城市立交桥,都取得了很好的实测结果;∙利用倾角仪实测数据可以计算桥梁任何一点的静挠度或者动挠度时程,方便地实现桥梁挠度的多点监测;∙倾角仪非常适合预埋在新建桥梁中。
倾角仪体积小,质量轻,寿命长,非常适合作为桥梁健康诊断的硬件设施预先埋在新建桥梁中;∙倾角仪成本较低。
桥梁挠度检测方法
桥梁挠度检测方法咱说这桥梁挠度检测啊,这可不是个简单事儿。
我就见过好些个桥,长的短的、宽的窄的,那挠度状态啊,真是千差万别。
就像我家旁边那座小桥,看着瘦瘦弱弱,桥面上过个大货车,桥身都得颤三颤。
可一开始啊,我也不太懂这挠度该咋测,就觉得那桥晃悠着可悬得慌。
我就寻思着,得想个法子瞧瞧这挠度问题。
首先呢,工具是必不可少的。
我就把手头的测量器具捋了捋,说:“要想对付桥梁,就得带好家伙事儿,就像那厨子炒菜,缺了刀铲可不行。
”我在桥头站着,看着那过往的车辆,听着桥面发出的声音,一边琢磨着用啥法子测试才好。
我记得那会儿,请来的老李,常年干检测这一行,人长得跟风雨剥蚀的立面似的。
老李站在桥边,扯着一块破手绢就开始讲:“这桥的振动啊,就跟那钟摆似的,得有个测振仪。
刚进这一行,我用的那些仪器跟现在的比,那叫一个古董呢。
”大家听着都笑了起来,他这一说啊,气氛轻松不少。
除了用测振仪,还有更高级的法子哩。
我就跟老主任说:“咱用光纤传感器来弄测试如何?这东西灵敏度高,就像猫头鹰的眼睛。
”老主任起初还耷拉着脸说:“这可是个细活,一不小心就得重来。
”我就笑着跟他说:“主任啊,您看那摄影师,哪有不折腾几回就拍出好片子的?咱得有点耐心。
”听我这么一说,主任也乐呵地同意了。
于是我们就开始安排更复杂的挠度检测法,加装了雷达系统来精准测量。
这过程中啊,有的小宋就捉急了。
像他这样的新手,看着一堆仪表头都大了。
我就走到他身边,拍拍他的肩膀说:“小宋啊,别怕,这就跟解方程似的,捋顺了思路就不难。
”然后我就帮他分析数据,教他计算的方法。
挠度检测啊,还得有人把握好节奏,可不能乱了阵脚。
光有设备没管理不成。
我就对大家说了句:“咱不仅要会测,还得会总结。
想吃好茶就得有好杯子。
”队里的那几个年轻人一听这话,干劲儿都来了。
就像一群小蜜蜂闻到了花香似的,个个忙得不亦乐乎。
还有啊,得营造个好的工作环境。
大家在桥上不能光忙,闲下来还得放松。
我就组织大家一块儿烧烤,做咱自己的小派对。
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目前常用的桥梁挠度的测量方法主要有悬锤法、
水准仪直接测量法和水准仪逐点测量法。悬锤法由于
设备简单、操作方便、费用低廉
,所以在桥梁挠度测
量中被广泛采用。但是
,该方法存在一些不足
:此法
要求在测量现场有静止的基准点
,所以一般只适用于
干河床情形
;而且
,利用悬锤法只能测量某些观测点
1所示。
. 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
第
35卷 第
2期杨学生等·桥梁挠度测量的一种新方法
·93·
图
1 用倾角仪测量桥梁挠度
为得到桥梁变形的挠度曲线
倾角和挠度测量。
采用
QY型倾角仪测量桥梁挠度克服了以往桥梁
挠度测量方法的不足
,不仅适用于简支梁和静载情
形
,而且适用于连续梁和动载情形。实验室对比测量
表明
,该方法的精度满足工程要求
[3]。本方法已在北
京、九江、哈尔滨、大庆、乌鲁木齐等地的多座桥梁
挠度测量中得到应用
y (x),并给出连续
光滑的倾角曲线
θ
( x)和关心桥梁截面的曲率值
,
可采取下述两种方案。
方案一 分段的曲线拟合方法
根据倾角仪的布点将桥梁分为
nO1段
,每段的挠
度曲线在端点应满足倾角的实测值和挠度、曲率的连
续条件
,支座处满足挠度约束条件
(含支座沉
陷)。
数。将方程
(1)代入
m个约束条件
,就可以唯一确
定一组解
Xj ( j =1, m),使得该段桥梁的挠度函数
yj (x)唯一满足全部的
m个约束条件。实际上
, Xj
的物理含义为
fl作用点处该荷载形式的力的幅
值。
将各梁段的挠度曲线累加在一起即得整个所测桥梁的挠度曲线
摘 要 桥梁挠度测量是桥梁检测的重要组成部分
,是桥梁安全性评价的一项重要指标。本文介
绍了一种桥梁挠度测量的新方法及其应用软件的开发原理。通过在所测桥梁上布设
QY型倾角仪
,
测量各测点的倾角值
,然后用专用软件给出关心桥梁截面的挠度、倾角和曲率值
,从而为桥梁安
全性评价提供依据。本方法克服了以往桥梁挠度测量方法的不足
θj ( j =1,
k)就可以建立有
k个方程组成的方程组
:
k -1 k -1
′
A′( x) ΣXjgj (x)+ A (x) ΣXjg j ( x)| =
x = X
j =1 j =1 j
θj
( j =1, k)
(4)
其中
, A′( x) g ′
而引起的误差积累
,使得挠度曲线、倾角曲线和曲率
曲线更趋合理。
方案二 分跨的最小二乘方法
设被测桥梁有
m跨
( m =1时为单跨的简支桥
梁),第
i跨布设
k个倾角仪。适当选取第
i跨桥梁
的挠度曲线
yi ( x),使之满足该跨所有支座的挠度边
值约束条件 :
k
:
n
y (x)= Σ(1) yi ( x) (2)
i =1
采用本方案得到的挠度曲线和倾角曲线连续光
滑
,桥梁截面的曲率连续
,并且精确满足所有桥梁支
座的挠度边界条件和倾角的实测值。
值得指出的是
,利用该方法在每跨的最后一段需
做出合理的处理
,以“消化”由于前面各段测量误差
设所测桥梁起始处为坐标原点
, x坐标轴沿桥梁
轴线方向
,如图
1所示。在第
j段桥梁上适当选取的
位置
x处作用不同单位荷载
f 1、f 2、f 3(集中荷载、
集中弯矩和分布荷载
),可以分别计算得到该段桥梁
挠度变形的形函数
N1( x)、N2( x)和
N3( x)。设
1/ 4、1/ 2和
2/ 3跨长处布设倾角仪。
采用分跨的最小二乘方案
,倾角仪布点宜大于或
等于
5个
,可采用等距离的倾角仪布点方式
,建议在
每跨的端点及
1/ 4、1/ 2和
3/ 4跨长处布设倾角
仪。
倾角仪的布点不是一成不变的
,应根据被测桥梁
的实际情况布设。比如
滑。实际上该方案将倾角测量误差平均“分配”到梁
段的每一个点上
,所以求得的挠度值更为可靠。但
是
,采用该法得到的观测点倾角值接近但不完全满足
实测值
,曲率在桥跨处也不连续
,所以必须将倾角和
曲率的不连续合理地分配到相临的两个半跨上
,才能
得到连续、光滑的倾角曲线和曲率曲线。
212 建议的倾角仪布点方案
,不仅适用于简支梁和静载情形
,
而且适用于连续梁和动载情形。大量的实验室对比实验和工程实测结果表明
,采用倾角仪计算得
到的桥梁挠度精度满足工程要求
,该仪器具有很强的推广价值和广阔的工程应用前景。
关键词 桥梁挠度测量 倾角仪 挠度曲线
中图分类号
: U442 文献标识码
:A
k -1) ,使这组解比其他任何一组解更好地满足方程
(4)。为求得最佳解
Xj3
,构造如下的目标函数
M
( X1, X2, ., Xk -1) :
k
M ( X1, X2, ., Xk -1) = Σ(1) (θ
( xj)-θj) 2 (5)
j =1
上式中
,并引起工程界的重视。
2 软件开发原理及建议的倾角仪布点方案
211 桥梁挠度测量软件的开发原理
在待测桥梁上选定的
n个测点上布设倾角仪。
假定桥梁变形在线性范围之内。根据加载前后每一测
点倾角仪输出的电压差
,就可以得到被测桥梁上的
n
个倾角值
θi ( i =1, n),如图
yi ( x)= A (x) Σ(1) Xjgj (x) (3)
j =1
上式中
, gj (x)为合理选取的函数组
,它是
k
-1维线性空间的一组基。
A (x)为适当选择的满
足该段桥梁支座挠度边值条件的函数
, Xj是基函数
gj (x)的常系数。根据实际测得的倾角值
,中间支座倾
角是判断跨间偏载的重要依据
,所以支座处
(或支座
附近
,根据被测桥梁的具体情况而定
)必须布设倾角
仪。
如果采用分段的曲线拟合方案
,宜采用不等距的
倾角仪布点方式。由
211方案一的分析
,每跨最后两
个倾角仪的距离应不小于
1/ 3跨距。建议在每跨的两
个端点、
,对于桥梁局部的截面突变
,
由于在此处会发生曲率的不连续
,所以建议在变截面
处也应布设倾角仪。
3 桥梁静挠度测量的对比实验分析
为了检验用倾角仪测量桥梁挠度的可靠性
,我们
在工字钢梁上做了大量的对比实验
[3] ,并用百分表测
得了一些观测点的实际挠度值。
图
2所示为简支梁对比实验的示意图。钢梁全长
,
k -1 k -1
′ Leabharlann θ( xj) =[ A′( x) ΣXjgj ( x)+ A ( x) ΣXjg j ( x) ]| x = x
j =1 j =1 j
(6)
θ
( xj)定义为在第
j个倾角测点的由
(6)式计
算得到的倾角值。使得该目标函数取得最小值的一组
. 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
·94·
土 木 工 程 学 报
2002年
m
y ( x)= Σyj ( x) (9)
j =1
采用最小二乘方法得到的桥梁挠度曲线连续光
显然
,倾角仪的布点越多
,桥梁挠度测量的精度
越高
,结果也越精确。考虑到被测桥梁的实际情况
,
建议采取如下的布点原则
:
首先
,无论采用分段的曲线拟合方案还是分跨的
最小二乘方案
,为保证测量的准确性
,每跨桥梁的倾
角仪布点最少不能低于四个。
其次
,由于两端支座倾角为极大值
6m ,每隔
112m布一倾角仪
,百分表布在两个倾角仪
中间
,具体布点如图
2所示。表
1为倾角的实测数
据、两种方案的计算结果及其与百分表实测数据的相
对误差。由两种方案计算得到的挠度曲线和实测值的
比较见图
3。
表
1 简支梁对比实验数据及计算结果
实测倾角值
017068 016289 012518 -012350 -016140 -016890
组就可以唯一确定
Xj3 ( j =1, k -1)。将这组最佳