基于連通管原理的橋梁撓度自動測量方法
2017-08-21
0 引 言
為適應(yīng)社會經(jīng)濟快速發(fā)展的需要，近年來全世界的橋梁技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。在跨度方面，我國已位居世界先進水平。橋梁的大跨度及結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣等特性對主梁撓度、應(yīng)力、環(huán)境荷載、承載力等安全參數(shù)均提出了較高要求。其中，主梁撓度變化是反映大橋安全狀態(tài)及進行內(nèi)力狀態(tài)評估分析的重要參數(shù)，也是結(jié)構(gòu)安全預(yù)警的重要指標(biāo)。因此，無論是健康監(jiān)測項目還是常規(guī)檢查項目，對橋梁撓度參數(shù)變化的測量，都具有非常重要的意義。
目前，常用的橋梁撓度測量方法主要有精密水準(zhǔn)儀法、全站儀法、百分表法等人工測量方法和以傾角儀法[1-2]、光電成像法[3]、激光靶標(biāo)法[4]、GPS法[5]等為主的自動測量方法。本文將重點介紹連通管法測量橋梁撓度變化的連通管系統(tǒng)的構(gòu)成、測量原理、方法特點、現(xiàn)場實施及其注意事項等。
2 連通管測量原理在橋梁撓度測量中的應(yīng)用
2.1 連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)建設(shè)
將連通管測量原理應(yīng)用在橋梁撓度測量中，程序員可以根據(jù)選用撓度傳感器的通訊協(xié)議、輸出信號和采集策略等編寫一套橋梁撓度數(shù)據(jù)采集與處理程序，這樣，所設(shè)計的系統(tǒng)便可實現(xiàn)橋梁撓度的自動測量。
2.2 連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)的注意事項
連通管法測量橋梁撓度的幾大難點：
?。?） 連通管中存在氣泡或氣柱會使液位與實際不符；
?。?） 液體中含有雜質(zhì)可能阻塞或堵塞連通管道；
?。?） 通訊線纜過長，信號會受到環(huán)境干擾；
?。?） 連通管中的液體在環(huán)境溫度降到其凝固點后會發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象；
?。?） 對于長期在線監(jiān)測工程，該方法還有另一個難點，即連通管中液體揮發(fā)過多會導(dǎo)致?lián)隙葌鞲衅鹘佑|不到液體，測得的數(shù)據(jù)降為零，與實際不符。
為了克服以上難點，在實際工程項目中，宜按以下方法開展工作：
?。?） 選擇通訊協(xié)議為RS485制式的撓度傳感器，通訊線纜選擇全銅材質(zhì)的雙芯屏蔽電纜，以便可以長距離傳輸信號，且基本不受環(huán)境干擾；
?。?） 大容積容器可選擇不銹鋼材質(zhì)，連通管道選用PPR管，安裝在連通管道中的閥門選擇全銅球閥，注入連通管的液體選用加防腐劑的純凈水，以便有效防止液體變質(zhì)，避免管道阻塞；
?。?） 近撓度傳感器端的連通管支管選用透明軟管，以便于撓度傳感器的安裝更換和連通管加水或排氣時的液位監(jiān)視；
?。?） 撓度傳感器須安裝在容器總高度的1/3～2/3范圍，并基本保持在同一水平線上，要避免部分撓度傳感器超量程或數(shù)據(jù)為零；
（5） 設(shè)置連通管缺水報警裝置或者自動補水管路，避免水位下降而無法進行撓度測量。
3 連通管法橋梁撓度測量應(yīng)用案例
4 結(jié) 語
橋梁撓度在線實時監(jiān)測是橋梁健康監(jiān)測的重要組成部分，基于連通管原理的橋梁撓度測量方法是一種簡單有效的方法。采用RS485通訊技術(shù)的撓度傳感器，能實現(xiàn)撓度數(shù)據(jù)的精確測量和遠距離傳輸，滿足各類大中型橋梁健康監(jiān)測的監(jiān)測需要。在重慶石板坡長江大橋的應(yīng)用結(jié)果表明，基于連通管原理的橋梁撓度自動監(jiān)測系統(tǒng)測試效果良好、性能穩(wěn)定可靠，能有效應(yīng)用于橋梁撓度的長期實時自動監(jiān)測。
參考文獻
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