挠度应力应变的几种测试方法

5、全站仪法挠度测量
原理：利用全站仪内置的三角高程测量程序，直接观测测站点
和目标点之间的高差，由于测站点保持不动，则加载前后的两 次高差之差即为目标点的挠度变化量。
优缺点：全站仪法具有准备工作简单，操作方便的优点，不
受纵坡大小的影响，测程也比水准仪法测量要远。因此，全 站仪法比较适合一些挠度变形量较大的大桥或特殊大桥的挠 度测量。但受自然条件限制较大。全自动全站仪测量的方法 在上海卢浦大桥和江阴长江大桥等的监测系统中使用过。 。
6、GPS挠度测量
鉴于人造卫星定位系统(Global Positioning System or GPS)具有高效 、快速、全天候、全自动等优点，因此可以引进GPS进行桥梁的挠度测 量。同时直接测量桥梁的独立三维实时位移，增强对桥梁结构健康监测 的可靠度。目前，GPS测量主要有3种模式:静态、准动态和动态，各种 测量模式的观测时间和测量精度有明显的差异。在通常情况下，静态测 量的精度最高，一般可达毫米级的精度，但其观测时间一般要1h以上。 准动态和动态测最的精度一般较低，大量的实测资料表明，在观测条件 较好的情况下，其观测精度为厘米级。因此，对于大挠度桥梁的检测， 由于挠度值较大，应用GPS观测还是可以考虑的。
三、挠度测试方法
1、百分表法 2、倾角仪测量挠度法 3、连通管液位式挠度测量法 4、光电成像挠度测量方法
5、全站仪挠度测量法
6、GPS挠度测量法
1、百分表法
百分表：一种精度较高的比较量具, 它只能测出相 对数值,不能测出绝对数值, 主要用于测量形状和位 置误差, 测量精度为0. 01 mm。 原理：被测尺寸引起的测杆微小直线移动,经过齿轮 传动放大,变为指针在刻度盘上的转动,从而读出被测 尺寸的大小。 优缺点:该法安装与使用方便, 读数可靠, 不受环境影 响。但该法需要搭设工作支架和观测脚手架, 而且观 测人员多, 不能自动记录,观测读数费时, 仅适用于桥 下可搭设支架的桥梁工程，不适合应用于大跨度缆 索桥梁挠度测量中。
即液位在玻璃管内的上升量就是该点的结构下沉量(挠度值),通过 读取有刻度玻璃管中液位的变化值,就得到了桥梁在该点的挠度值。
连通管式光电液位监测系统
优缺点：连通管法采用全封闭式,因此,其具有不受结构多方位变 形及桥梁现场日光、雨、雾影响等特点。然而,因采用该方法只 能人工测量,人工测量毕竟采用人工读数,且费时、费力,只适用 于桥梁短期静态挠度测量。在上海徐埔大桥、大佛寺长江大桥 等就采用了连通管方法来测量桥梁挠度。
光电成像挠度测量系统示意图
优缺点：具有非接触、测量距离远、测量精度高的 优点,不仅可用于桥梁建设中的施工监控,还可进行 长期在线监测,具有非常广阔的应用前景。可以实现 二维动、静挠度检测，与计算机相连可使记录分析 实现自动化。
徐耀宇等人利用北京光电所生产的BJQN-4 型光 电桥梁挠度检测仪在金刚桥的成桥试验中测量桥梁 的动挠度, 取得很好的效果 ; 潘权等利用光电测试系 统在东营黄河公路大桥进行动载试验测试动挠度曲 线, 从而分析了桥梁的动态性能。仿真流Leabharlann 图3、连通管液位式挠度测量
基本原理：根据连通管的基本原理,将一个面积相对较大的容器放置在
桥墩固定不变的位置上,连通管固定在桥体侧壁上。如图所示,假设液 位离玻璃管顶部的高度为h1,当桥梁在某点发生竖向变形(挠度变化)Δh 时,安置在该点的连通管也随之在竖直方向下移Δh,因沿桥轴向上所有 连通管的液位保持不变,液位离该点玻璃管顶部的高度从h1变化到h,可 以看出Δh=h1-h. (1)。
目前除了传统的机械式的百分表以外, 还研制了电子位移计, 数显式百分表以及光栅式百分表。千分表的测量精度为0. 001 mm, 常用的量程有1 mm 和3 mm, 其结构及测试挠度的方法与 百分表类似, 千分表只不过是多了一组放大齿轮。
2、倾角仪测量挠度
原理：利用结构有限元模型计算单位荷载在不同位置 作用时的挠度曲线以此挠度曲线作为基准位移模式， 而真实挠度为基准位移模式的线性组合；组合系数的 确定采用对倾角测试数据进行最小二乘拟合的方法， 有效的减小了测试误差的影响。
y=f(x)
二、挠度测试的现状
挠度测试广泛应用于桥梁工程中，桥梁的挠度 变形是桥梁健康状况评价的重要参数, 因此成为桥 梁检测试验和健康监测的重要指标。桥梁挠度的测 量主要是对桥跨在恒载和活载情况下的挠度进行测 量。因此在桥梁检测、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。大跨度 桥梁挠度测量系统应该具有如下特点： (1)、能够进行多点的长期在线、自动测量； (2)、受桥梁现场的尘埃、雾气和湿度的影响小； (3)、具有较大的测量范围和较高的测量精度； (4)、有较高的采样频率，以满足动态挠度测量的需 要。
挠度、应力应变测 试方法
目录
挠度测试方法 应力应变测试方法
结束语
挠度测试
一、挠度定义
挠度——弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的 线位移称为挠度，用y表示。简言之就是指梁、桁架等 受弯构件在荷载作用下的最大变形，通常指竖向方向y 轴的,就是构件的竖向变形。 挠曲线——如图，平面弯曲时，梁的轴线将变为一条 在梁的纵对称面内的平面曲线，该曲线称为梁的挠曲 线。
优点：倾角仪法具有精度高、价格低廉、测量范围广 性能稳定和方便安装与维护等优点。
适用范围：采用倾角仪测量桥梁挠度不需现场测量基 准及不受日光、雨、雾等影响, 测量范围较大, 可实 现一维/ 二维测量, 适合大、中型刚构结构桥梁的挠 度测量。对各倾角仪之间的相位差、倾角仪的瞬态 反应、倾角仪零漂等的要求较高。已在北京、九江 、哈尔滨、大庆、乌鲁木齐等地的多座公路桥梁挠 度测量中得到应用。
4、光电成像挠度测量方法
原理：桥梁挠度光电成像测量系统主要由发光靶标和光电数字
摄像机两部分组成·，发光靶标固定在桥梁梁体的待测部位,光电 数字摄像机则通常固定在桥梁的桥墩上,如图所示·光电数字摄像 机的成像光学系统,将发光靶标成像在数字摄像机的光敏面上·当 桥梁在载荷的作用下发生位移Δy时,发光靶标亦随桥梁从A点移 动到B点产生Δy的位移,这就导致发光靶标在摄像机像面上所成 像点的位置相应地从A′移动到B′点产生Δy′的变化量。