一、仪器原理
BJQN-4B型光电图象式桥梁挠度检测仪，是继4型之后设计出的新型桥检仪器，采用图象法测量，大大提高了量程，能够满足各种桥梁，包括军用浮桥和吊桥低频大位移的挠度测量，同时，还可以用来测量大跨度结构物的柱、梁的变形，高层楼房、电视塔、钻井平台等的振动位移。BJQN-4B型检测仪在4型的基础上，增加了桥梁横向位移的测试，软件更换WIN平台，使测量者更加方便全面地了解桥梁的动态指标。
图象法的基本原理是：在桥梁的测试点上安装一个测试靶，在靶上制作一个光学标志点，通过光学系统把标志点成象在ＣＣＤ的接收面上，当桥梁在通载作用下产生振动时，测试靶也跟着发生振动，通过测出靶上标志点在ＣＣＤ接收面上图象位置的变化值，就可以得到桥梁振动的位移值，其最小可测动态范围由ＣＣＤ器件象元的分辨率决定，最大测量范围由镜头的视场角，光学系统放大率和ＣＣＤ有效象元阵列长度决定。
测试系统组成方框图如下所示:
测→→→物镜光学电源→→成象→→→分束
靶→→→系统系统
↓显示←便携机传输←单←CCD⊥
打印←←←片
绘图← 4 8 6 采集←机←CCD∥
由于桥梁在载荷通过时可能为空间三维运动，我们通过光学解析系统把靶标的横向和纵向分量分别检出，传到线阵ＣＣＤ⊥和ＣＣＤ∥上。系统的Ｋ值（Ky、Kx），即ＣＣＤ上每个象素代表的实际位移值，可在测量之前进行标定。ＣＣＤ为电荷耦和固体成象器件，它是用大规模硅集成电路工艺制成的模拟集成电路芯片，具有光电转换，电荷储存、传输和读出功能，在驱动电路的作用下，通过光电转换、电荷存储、传输、输出后，对初始信
号进行预处理，获得幅度正比于各象素所接收图象光强的电压信号，用作测量的图象信号经过量化编码后，传输到单片机进行运算处理，通过接口把数据传输给笔记本微机。该微机首先把从每一个测点上传输来的纵向和横向位移信号储存起来，在一个试验过程结束后，通过专用软件进行数据处理计算，给出被测桥梁在载荷作用下产生的纵向和横向位移及其对时间的响应曲线，结果可由屏幕显示、打印机输出。在这一基础上，使用者可进一步，通过频谱分析给出桥梁的强迫振动频率和固有频率，通过计算分析给出桥梁试验的冲击系数、横向转角等参数，通过对软件进一步开发还可对桥梁进行动态应力分析以及相关分析。
该仪器由以下几个部分组成:
1、测试头部分：包括望远成象系统，分束系统，成象系统，ＣＣＤ器件及驱动电路。以及安平三角基座、垂直和水平微调、高精度两维机械轴系等部件。
2、控制器部分: 包括微处理机接口电路，单片机，面板控制键。电源部件：包括控制器直流供电电源及充电电源。
3、靶标部分：包括靶标、靶标电源、靶标支架等。
4、标定器：仪器在现场被测量点进行测量标定的专用标定装置；根据距离的远近，亦即测量范围的大小选择标定数值的大小，专用标定器装有特定的计量百分表，每次标定后的位移数值由百分表上读出。
5、聚焦镜头：每台仪器均配有专门设计的靶标聚光镜头，以便在测量距离远时将其加在靶标的前面，会聚靶标的光束使其达到最好的测量效果。
6、三角架。
7、电缆等附件。
8、选购件：微机、靶标串口电源等。
二、技术指标
1、可同时进行两维测量，测量范围：垂直不小于0～0.80m水平不小于0～0.3m（最大测量距离处）
2、测量距离: 5m～500m
3、频率响应: 0～20Hz
4、可分辨率: 测量范围的3‰
5、不确定度: 测量范围×1％
6、采样时间: 5ms，7.5ms，10ms，12.5ms等8档可预置。
7、记录时间: ≤600s
8、工作温度: 0℃～40℃，相对湿度: ≤80％
9、抗震性能: 在三级公路运输试验16小时后，正常工作
10、电池供电: 充足电池，可连续供电两小时以上
11、软件功能：可求挠度最大值，最小值，冲击系数，区间频率等。
三、几种检测方法示例:
①单点动态挠曲度检测:
地点:沪宁线奔牛桥提速试验．
车载:东风11+九节双层重载．车速:168公里．
桥型:⑴32米下承式钢板梁跨中动挠度检测．测量距离55米．
⑵15米混凝土梁跨中动挠曲度检测．测量距离30米．
靶标固定方法:"Ｕ"形夹具固定．
图中可以看出桥梁的最大挠度数值，梁体的衰减自振频率，以及冲击系数等参数；
（1）32米钢衍架梁共振动挠度图:
（2）15米混凝土梁振动挠度图：
②单点两维动态挠曲度的检测:
地点：呼局乌海三道坎桥。
桥型：32米下承式钢梁跨中动挠度检测，检测距离45米。
载荷：车速67公里/小时的油龙混合编组列车。
靶标固定方示：使用“Ｕ”型螺旋夹具固定。
上图是一幅双线图，将水平摆动和竖直挠曲度的曲线画在同一张图中，以便观察它们间的相位区别；图中可清楚的看到在水平摆幅最大时，竖直挠度最小，两者正交。该桥水平摆幅超限。
③采用三台检测仪，同时观察钢管拱桥的1/4、1/2、3/4拱顶处的动态
和静态挠曲度。
地点：天津海河金钢桥上桥。
桥型：中承式双钢管拱悬索桥。检测距离最远120米。
载荷：四辆30吨吊车，车速25公里/小时。
靶标固定方法：强力磁性座吸合固定。
从图中可看出拱定三点的动态挠曲度的情况。
④一台仪器同时检测多点的应用
地点：距长治75公里处，浊漳河桥。
桥型：斜腿钢构变截面三跨连续梁，最远测距150米。
检测点数：五点静态挠曲度，分布如下图所示。
靶标固定方法：桥梁侧面粘木板，木螺钉将靶标固定在木板上。
浊漳河七工况下五点静态挠曲度检测纪录:(每个工况重复三次)
序号第一点（mm）第二点（mm）第三点（mm）第四点（mm）第五点（mm）备注
1 3．79 3．61 -8．11 -5．54 -4．09
2 3．70 3．26 -8．40 -6．19 -5．20 第一工况
3 3．79 3．26 -8．40 -5．86 -4．09
1 2．49 1．5
2 -8．40 -3．26 -1．49
2 2．68 1．52 -8．14 -2．28 -0．74 第二工况
3 2．31 1．40 -8．68 -2．60 -0．74
1 3．33 2068 -9．41 -4．23 -3．72
2 3．42 2．45 -9．6
3 -4．23 -4．09 第三工况
3 3．33 2．91 -10．18 -4．88 -4．09
1 -4．61 -4．31 -0．76 3．6
2 1．86
2 -4．25 -4．78 -1．02 2．95 1．12 第四工况
3 -4．3
4 -4．20 -1．04 3．26 2．07
1 -3．97 -3．61 -1．27 2．28 1．49
2 -3．79 -3．7
3 -1．02 1．95 1．86 第五工况
3 -3．88 -3．38 -1．27 2．26 1．97
1 -3．70 -3．03 0 2．28 1．49
2 -3．79 -3．26 -1．02 1．6
3 1．49 第六工况
3 -3．79 -3．15 -1．27 1．95 1．49
1 -3．70 -3．38 -1．0
2 1．6
3 1．12
2 -3．3
3 -2．47 -0．25 1．60 1．49 第七工况
3 -3．33 -2．47 -0．25 1．63 1．12
下图是浊漳河60公里/小时单机车通行时动态挠曲度图:
⑤双塔悬索，刚衍架三跨连续梁中跨跨中动、静态挠曲度的检测；
地点：大连老虎滩北大友谊桥。载荷：三辆25吨翻斗车，测量距离180米。
车速：45公里/小时。从图中可看出车载离开桥后桥仍振动且阻尼时间很长。
⑥ 虎门大桥中跨（长888米），跨中动挠度时程曲线，检测距离590米。
⑦石大桥（斜拉式）中跨（长562米）跨中动挠度时程曲线
基于关键截面动挠度分析的桥梁预警模型和分级设置研究 张裔佳 （中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 重庆 400016） 摘要：本文通过动挠度理论分析和有限元仿真等手段获取各种冲击荷载作用下桥梁结构动力响应的动挠度的信号，获得桥梁结构动力响应的安全阀值，创建基于动挠度的安全预警模型和预警分级设置。 关键词：动挠度；预警设置；桥梁健康监测 1、引言 桥梁的动挠度是对桥梁刚度最为实时的反应，是桥梁在车辆荷载作用下最为真实的反应。桥梁主要截面的挠度是评价桥梁质量（刚度）及运行状态的重要指标之一，动挠度能更准确、更直接的反应桥梁的动态响应和动态刚度。所以对动挠度进行研究，可以更好的评估运营桥梁的健康状况，及时、准确的发现桥梁病害，保证桥梁的运营安全。 通过对动挠度进行数值分析，可以得到车辆荷载的冲击系数和桥梁结构的内力分布情况，从而对桥梁的整体性和劣化部位做出判断。对动挠度进行统计分析，可以得到桥梁的周期变化规律，从而为桥梁设计和规范修订提供参考。 2、有限元建模及荷载工况分类 2.1 工程有限元建模 本文以云南蒙新高速公路黑冲沟特大刚构桥左幅桥为研究模型。左幅桥主桥上部结构为98+180+98m三跨预应力混凝土连续刚构，桥梁全长397m。箱梁采用竖直腹板的单箱单室结构，箱梁顶板宽度为12.5米，箱体宽度为6.5米。两端及中跨跨中梁高3.2米，墩顶根部梁高10.8米，其余主梁梁高变化采用1.8次抛物线。箱梁合拢段底板厚度32厘米，墩顶底板根部厚度120厘米，厚度变化采用1.8次抛物线变化。箱梁腹板厚度采用50、60厘米，仅在主梁零号块为90厘米。箱梁采用50号混凝土。主梁悬臂浇注梁段划分长度依次为13.0米0号块＋6×3.5米＋7×4.5米＋6×5.0米，合拢段采用2.0米。边跨现浇段长7.0米，上部构造为全预应力混凝土。 主墩采用空心薄壁墩，桥墩的横向宽度与桥同宽为6.5米。每个墩下均有一尺寸为14×14×9.45米的承台，主桥支座采用GPZ4500型盆式橡胶活动支座（单
7 动力荷载试验 7.1 一般规定 7.1.1动力荷载试验项目主要包括脉动试验、跑车试验、跳车试验及其它特殊形式的激振试验，城市桥梁应根据需要选取合适的项目进行动力荷载试验。 7.1.2动力荷载试验可根据需要采用不同的测试系统，在选择测试系统时，测试系统的灵敏度、动态范围、频响特性和幅值范围等技术指标应满足被测结构动力特性范围的要求。测试仪表的精度应不大于预计最大测量值的5%。 7.2 试验内容与试验荷载 7.2.1 桥梁结构的自振特性测试宜包括结构的固有频率、阻尼比和振型等参数。试验荷载可为环境风或地脉动激振。 7.2.2 桥梁结构的受迫振动特性测试宜包括结构受迫振动频率、加速度、振幅和冲击系数等参数。试验荷载宜采用接近运营条件的汽车以不同的车速通过桥梁，试验时车辆在桥上的行驶速度应保持不变，或在桥梁动力响应最大的检测部位进行跳车试验。 7.3 试验准备工作 7.3.1 试验准备工作除应按照本标准第6.2.1条和第6.2.2条的规定执行外，尚应包括下列内容： 1 现场调查桥梁及桥梁连接道路的线路状况、允许车速、车辆实际过桥速度； 2 确定测试项目、加荷或激振方式，确定测点、仪器安放
和导线布设位置。 7.3.2跑车、跳车试验时，动力荷载试验效率的计算和取值应 符合下列规定： 1 动力荷载试验效率表示为： 式中： dyn——动力荷载试验效率； S dyn——动力试验荷载（按静力重量考虑） 作用下检测部位的变形或内力的计算值； 2 跑车、跳车试验的试验荷载宜采用接近于标准荷载或运营条件的单辆载重车来充当。 7.4 试验实施 7.4.1 脉动试验应测试记录脉动位移或加速度，并根据现场情况，在结构的敏感点布置拾振器。脉动试验应符合下列要求：
桥梁挠度检测仪 1.BJQN-4A型桥梁挠度检测仪 产品用途： BJQN-4A型桥梁振幅检测仪用于检测各类桥梁的振动幅度，动、静态挠曲位移数值，桥梁基座位移，墩台位移，大型建筑物形变位移等。 工作原理及使用方法： 将探测器安装在探测器支架上，并接触放置在桥梁被测点上，同理根据要测量的点，顺序安装好其他探测器。将探测器通过传输线缆连接至终端控制器，当桥梁加载后桥梁发生变形时，探测器上放置了一个相应的位移变形传感器会测量出相应的变形位移，并传输至终端控制器。由终端控制器通过软件处理显示相应桥梁震动幅度的最大挠度、最小挠度等。 主要技术参数： 检测测量范围：0-50mm ； 检测精度：±0.05mm ； 分辨率：±0.01mm ； 接口形式：RS485接口（可配备无线传输接口）； 传输距离：200m ； 可扩展测量点：8个点； 软件可显示最大挠度、最小挠度、振动幅度、时程曲线、静态位仪表等。
仪器原理 BJQN-4B型光电图象式桥梁挠度检测仪主要用于各种桥梁的挠度测量，包括军用浮桥和吊桥低频大位移的挠度测量。同时，还可以用来测量大跨度结构物的柱、梁的变形，高层楼房、电视塔、钻井平台等的振动位移。由于桥梁在载荷通过时可能为空间三维运动，我们通过光学解析系统把靶标的横向和纵向分量分别检出，传到线阵ＣＣＤ⊥和ＣＣＤ∥上。ＣＣＤ上每个象素代表的实际位移值，可在测量之前进行标定。使用者可通过频谱分析给出桥梁的挠度值、强迫振动频率、固有频率，通过计算分析给出桥梁试验的冲击系数、横向转角等参数，通过对软件进一步开发还可对桥梁进行动态应力分析以及相关分析。 主要构成 测试主机：包括望远成象系统，分束系统，成象系统，ＣＣＤ器件及驱动电路。 控制器： 靶标部分：包括靶标、靶标电源、靶标支架等。 标定器：仪器在现场被测量点进行测量标定的专用标定装置； 其他配件 技术指标 测量方式:光电图像法 测量参量:可同时进行两维测量，即水平和垂直两个方向 测量范围：垂直不小于0～0.80m;水平不小于0～0.3m（最大测量距离处） 测量距离: 5m～500m 频率响应: 0～50Hz 可分辨率: 测量范围的1‰ 不确定度:测量范围的1% 测量精度:±0.02mm（10m距离测量） 标尺精度:0.01mm（可自动置零） 记录时间: ＞1分钟 采样频率:200Hz（最高500Hz） 工作温度: －20℃～50℃，相对湿度: ≤80％ 抗震性能: 在三级公路运输试验16小时后，正常工作 电池功能: 大容量锂电池供电,充足电池，可连续工作12小时以上 记录方式:采用掌上电脑进行测量控制及数据记录处理（亦可采用笔记本电脑） 软件功能：可求挠度最大值，最小值，冲击系数，区间频率及功率谱等数据。
B J Q N B桥梁挠度检测 仪说明书 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
BJQN-5B挠度仪说明书 1.使用前检查仪器状态是否良好，设备是否齐全。 主要指检查主机是否损坏、传输的数据线、充电器、标靶是否齐备、是否损坏，确保使用前主机、标靶的电量充足。（必要时应带上自备电源转换器，在无正常电源的情况下利用汽车及其它可利用的电源为主机、标靶临时充电。） 2.仪器的连接 1）仪器的充电 A．主机充电将充电器电源线连接到主机（八针插孔），再连接电源，若主机处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充电器绿灯处于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 B．标靶充电将充电器电源线连接到标靶，再连接电源，若标靶处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充电器绿灯处于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 值得注意的是，由于接口接触不良或仪器反应滞缓，充电时有时会出现充电器绿灯常亮而仪器电量未满的状况，此时宜重新操作，检查接口接触是否良好。 C．可利用一端为八针孔，另一端为USB接口的电源线通过自备电源转换器或其它有USB接口的电源为主机充电。（未测试） 2）主机与电脑的连接 用一端为5针孔，另一端为USB接口的数据线将主机与电脑连接即可。
3.仪器整平 1）松开水平制动手轮，转动主机照准部，使长水准器与任意两个脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水准器气泡居中。调整两个脚螺旋时，旋转方向相反。 2）将照准部转动90°，用另一个脚螺旋使长水准器气泡居中。 3）重复1和2，使长水准器在该两个位置上气泡都居中。 4）在1的位置将照准部转动180°，如果气泡居中并且照准部转动至任何方向气泡都居中，则长水准器安置正确且仪器已整平。 注意:观察脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向的关系。 4.仪器的开启 1）主机的开启、关闭 按下主机一侧左下方红色的按钮，电量充足的情况下红色按钮上方的绿灯此时常亮，再按下主机上的操作区的绿色电源按钮，此时主机上的屏幕开启。显示垂直、水平为字母b或数据。当仪器水平 时，屏幕上的字母b消失，垂直、水平为角度数据。 关闭时，先按下操作区绿色按钮关闭屏幕，再按下红色按钮关闭主机。 若按下红色按钮后主机绿灯未亮，可能为主机已经没电；若主机绿灯常亮而按下操作区绿色电源按钮后主机上屏幕未开启，可能为主机电量不足。 2）标靶的开启 按下标靶左侧下方红色按钮的上端“—”，标靶开启。红色按钮上方开关分四档，一档为不亮，二档为第2 灯亮，三档为1、2 灯
BJQN-5A桥梁挠度检测仪 BJQN-5A桥梁挠度检测仪 一、产品简介 该产品用于各种桥梁静态、动态挠曲度的测量，或大型结构建筑物的变形及震动位移的检测。系统采用电池供电。测量精度高、使用方便、操作简单可靠。菜单式操作，软件功能强大。 二、技术指标
★检测方式：光电图像法； ★检测距离：10～300米（电池靶）300～500米（交流靶）； ★辨率：测量范围的1‰； ★测量精度：±0.02mm（30米距离动态测量）； ★测量点数：动挠度检测一个点两个方向（两维）； 静挠度检测不少于20个点（两维）； ★测量方式：动态单点，静态多点自动跟踪； ★标定靶标：采用高亮度强光LED（可充电、可实现自标定）； ★采样频率：300赫兹； ★角度精度：2秒； ★角度测量范围：0°～360°（全范围）； ★工作温度：-20℃～50℃； ★相对湿度：≤80％； ★抗震性能：在三级公路运输试验16小时后，正常工作； ★电池功能：大容量里电池供电，充足电，可连续工作12小时以上； ★软件功能：可求挠度最大值、最小值、冲击系数、区间频率及功率谱等数据 三、产品特点 ★采用进口高速面阵CCD，图像数据传输速率可达400M字节/秒，可同时实现两维测量； ★采用瑞士进口微电机实现设备自动旋转跟踪，确保角度控制精度； ★动态采用高速测量方式，能有效的对结构实现动态测量； ★静态测量采用多点自动跟踪方式，静态跟踪测量点可达到20个点之多； ★仪器标定采用自动标定方式，使得检测变得准确高效，提高了测量精度； ★动态和静态测量均采用两维测量方式，测量数据实时显示并自动保存； ★采用无线遥控靶标、靶标安装有大容量可充电电池； ★设备一体化设计，配有整合大容量锂电池，可持续供电，保证设备稳定测量
3.5挠度、预拱度的计算 一、变形（挠度）计算的目的与要求 桥梁上部结构在荷载作用下将产生挠曲变形，使桥面成凹形或凸形，多孔桥梁甚至呈波浪形。因此设计钢筋混凝土受弯构件时，应使其具有足够的刚度，以免产生过大的变形，影响结构的正常使用。 过大的变形将影响车辆高速平稳的运行，并将导致桥面铺装的迅速破坏； 车辆行驶时引起的颠簸和冲击，会伴随有较大的噪音和对桥梁结构加载的不利影响； 构件变形过大，也会给人们带来不安全感。 变形验算是指钢筋混凝土桥梁以汽车荷载（不计冲击力）计算的上部结构最大竖向挠度，不应超过规定的允许值。《公桥规》对最大竖向挠度的限值规定如下表： 钢筋混凝土梁桥允许挠度值 注：1.此处L为计算跨径,L1为悬臂长度； 2.荷载在一个桥跨范围内移动产生正负不同的挠度时，计算挠度应为其正负挠度的最大绝对值之和。 二、刚度和挠度计算 桥梁的挠度，根据产生原因可分成永久作用（结构自重力、桥面铺装、预应力、混凝土徐变和收缩作用等）产生的和可变作用（汽车、人群）产生的两种。 永久作用产生的挠度是恒久存在的且与持续的时间有关，可分为短期挠度和长期挠度。可变作用产生的挠度是临时出现的，在最不利的作用位置下，挠度达到最大值，随着可变作用位置的移动，挠度逐渐减小，一旦可变作用离开桥梁，挠度随即消失。 永久作用产生的挠度并不表征结构的刚度特性，通常可以通过施工时预设的反向挠度（即预拱度）来加以抵消，使竣工后的桥梁达到理想的设计线形。 可变作用产生的挠度，使梁产生反复变形，变形的幅度越大，可能发生的冲击和振动作用也越强烈，对行车的影响也越大。因此，在桥梁设计中，需要通过验算可变作用产生的挠度以体现结构的刚度特性。 钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件，在正常使用极限状态下的挠度，可根据给定的构件刚度用结构力学的方法来计算。对于均布荷载作用下的简支梁，跨中最大挠度值为：
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。 2、桥梁挠度自动检测技术 2.1 连通管测量法 利用连通管原理，根据安装在桥梁各处连通管内液面高度的变化获得桥梁挠度的变化。当桥梁梁体发生变形时，固定在梁体上的水管也将随之移动，此时，各竖直水管内的液面将与基准点处的液面保持在同一水平面，但各测点处的竖直水管液面却发生了大小不等的相对移动，测得的相对位移量即是该被测点的挠度值。 特点：连通管法测量桥梁挠度的优点是可靠、易行，当挠度的绝对值大于20mm时，它1mm最小读数至少可有5%的相对精度。
一、仪器原理 BJQN-4B型光电图象式桥梁挠度检测仪，是继4型之后设计出的新型桥检仪器，采用图象法测量，大大提高了量程，能够满足各种桥梁，包括军用浮桥和吊桥低频大位移的挠度测量，同时，还可以用来测量大跨度结构物的柱、梁的变形，高层楼房、电视塔、钻井平台等的振动位移。BJQN-4B型检测仪在4型的基础上，增加了桥梁横向位移的测试，软件更换WIN平台，使测量者更加方便全面地了解桥梁的动态指标。 图象法的基本原理是：在桥梁的测试点上安装一个测试靶，在靶上制作一个光学标志点，通过光学系统把标志点成象在ＣＣＤ的接收面上，当桥梁在通载作用下产生振动时，测试靶也跟着发生振动，通过测出靶上标志点在ＣＣＤ接收面上图象位置的变化值，就可以得到桥梁振动的位移值，其最小可测动态范围由ＣＣＤ器件象元的分辨率决定，最大测量范围由镜头的视场角，光学系统放大率和ＣＣＤ有效象元阵列长度决定。 测试系统组成方框图如下所示: 测→→→物镜光学电源→→成象→→→分束 靶→→→系统系统 ↓显示←便携机传输←单←CCD⊥ 打印←←←片 绘图← 4 8 6 采集←机←CCD∥ 由于桥梁在载荷通过时可能为空间三维运动，我们通过光学解析系统把靶标的横向和纵向分量分别检出，传到线阵ＣＣＤ⊥和ＣＣＤ∥上。系统的Ｋ值（Ky、Kx），即ＣＣＤ上每个象素代表的实际位移值，可在测量之前进行标定。ＣＣＤ为电荷耦和固体成象器件，它是用大规模硅集成电路工艺制成的模拟集成电路芯片，具有光电转换，电荷储存、传输和读出功能，在驱动电路的作用下，通过光电转换、电荷存储、传输、输出后，对初始信
号进行预处理，获得幅度正比于各象素所接收图象光强的电压信号，用作测量的图象信号经过量化编码后，传输到单片机进行运算处理，通过接口把数据传输给笔记本微机。该微机首先把从每一个测点上传输来的纵向和横向位移信号储存起来，在一个试验过程结束后，通过专用软件进行数据处理计算，给出被测桥梁在载荷作用下产生的纵向和横向位移及其对时间的响应曲线，结果可由屏幕显示、打印机输出。在这一基础上，使用者可进一步，通过频谱分析给出桥梁的强迫振动频率和固有频率，通过计算分析给出桥梁试验的冲击系数、横向转角等参数，通过对软件进一步开发还可对桥梁进行动态应力分析以及相关分析。 该仪器由以下几个部分组成: 1、测试头部分：包括望远成象系统，分束系统，成象系统，ＣＣＤ器件及驱动电路。以及安平三角基座、垂直和水平微调、高精度两维机械轴系等部件。 2、控制器部分: 包括微处理机接口电路，单片机，面板控制键。电源部件：包括控制器直流供电电源及充电电源。 3、靶标部分：包括靶标、靶标电源、靶标支架等。 4、标定器：仪器在现场被测量点进行测量标定的专用标定装置；根据距离的远近，亦即测量范围的大小选择标定数值的大小，专用标定器装有特定的计量百分表，每次标定后的位移数值由百分表上读出。 5、聚焦镜头：每台仪器均配有专门设计的靶标聚光镜头，以便在测量距离远时将其加在靶标的前面，会聚靶标的光束使其达到最好的测量效果。 6、三角架。 7、电缆等附件。 8、选购件：微机、靶标串口电源等。 二、技术指标 1、可同时进行两维测量，测量范围：垂直不小于0～0.80m水平不小于0～0.3m（最大测量距离处）
一、仪器原理 BJQN-4A型，及BJQN-4B型光电图象式桥梁挠度检测仪，是继4型之后设计出的新型桥检仪器，采用图象法测量，大大提高了量程，能够满足各种桥梁，包括军用浮桥和吊桥低频大位移的挠度测量，同时，还可以用来测量大跨度结构物的柱、梁的变形，高层楼房、电视塔、钻井平台等的振动位移。BJQN-4B型检测仪在-4型的基础上，增加了桥梁横向位移的测试，使测量者更加全面地了解桥梁的动态指标。4B型新增加自动嚗光，使得静态检测不再受电压波动的影响。 图象法的基本原理是：在桥梁的测试点上安装一个测试靶，在靶上制作一个光学标志点，通过光学系统把标志点成象在ＣＣＤ的接收面上，当桥梁在通载作用下产生振动时，测试靶也跟着发生振动，通过测出靶上标志点在ＣＣＤ接收面上图象位置的变化值，就可以得到桥梁振动的位移值，其最小可测量的分辨率由ＣＣＤ器件象元的宽度大小决定，最大测量范围由镜头的视场角，光学系统放大率和ＣＣＤ有效象元阵列长度决定。 测试系统组成方框图如下所示: 测→→→物镜光学电源→→成象→→→分束 靶→→→系统系统 ↓显示←便携机传输←单←CCD⊥ 打印←←←片 绘图←微机采集←机←CCD∥ 由于桥梁在载荷通过时为空间三维运动，我们通过光学解析系统把靶标的横向和纵向分量分别检出，传到竖直线阵ＣＣＤ和水平线阵ＣＣＤ上。系统的Ｋ值（Ky、Kx），即ＣＣＤ上每个象素代表的实际位移值，可在测量之前进行标定。ＣＣＤ为电荷耦和固体成象器件，它是用大规模硅集成电路工艺制成的模拟集成电路芯片，具有光电转换，电荷储存、传输和读出功能，在驱动电路的作用下，通过光电转换、电荷存储、传输、输出后，对初始信号进行预处理，获得幅度正
精品文档 BJQN-5B挠度仪说明书 1.使用前检查仪器状态是否良好，设备是否齐全。 主要指检查主机是否损坏、传输的数据线、充电器、标靶是否齐备、是否损坏，确保使用前主机、标靶的电量充足。（必要时应带上自备电源转换器，在无正常电源的情况下利用汽车及其它 可利用的电源为主机、标靶临时充电。） 2.仪器的连接 1）仪器的充电 A．主机充电将充电器电源线连接到主机（八针插孔），再连接电源，若主机处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充 电器绿灯处于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 B．标靶充电将充电器电源线连接到标靶，再连接电源，若标靶 处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充电器绿灯处 于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 值得注意的是，由于接口接触不良或仪器反应滞缓，充电时有时 会出现充电器绿灯常亮而仪器电量未满的状况，此时宜重新操作，检查接口接触是否良好。 C．可利用一端为八针孔，另一端为 USB 接口的电源线通过自备电源转换器或其它有 USB接口的电源为主机充电。（未测试）2）主机与电脑的连接 用一端为 5 针孔，另一端为USB接口的数据线将主机与电脑连接即可。
3.仪器整平 1）松开水平制动手轮，转动主机照准部，使长水准器与任意两个 脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水准器气泡居中。 调整两个脚螺旋时，旋转方向相反。 2）将照准部转动 90 °，用另一个脚螺旋使长水准器气泡居中。 3）重复 1 和 2，使长水准器在该两个位置上气泡都居中。 4）在 1 的位置将照准部转动 180 °，如果气泡居中并且照准部转动至任何方向气泡都居中，则长水准器安置正确且仪器已整平。 注意 :观察脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向的关系。 4.仪器的开启 1）主机的开启、关闭 按下主机一侧左下方红色的按钮，电量充足的情况下红色按钮上 方的绿灯此时常亮，再按下主机上的操作区的绿色电源按钮，此 时主机上的屏幕开启。显示垂直、水平为字母 b 或数据。当仪器 水平时，屏幕上的字母 b 消失，垂直、水平为角度数据。 关闭时，先按下操作区绿色按钮关闭屏幕，再按下红色按钮关闭主机。 若按下红色按钮后主机绿灯未亮，可能为主机已经没电；若主机绿灯常亮而按下操作区绿色电源按钮后主机上屏幕未开启，可能为主机电量不足。 2）标靶的开启 按下标靶左侧下方红色按钮的上端“—，”标靶开启。红色按钮上方开关分四档，一档为不亮，二档为第 2 灯亮，三档为 1、2 灯
2.4主梁裂缝宽度验算： 最大裂缝宽度可按照下面的计算公式计算： ρ 1028.0d 3.130E σC C C W e s ss 3 21fk ++= 考虑钢筋的表面形状系数，取用0.1C 1=, 考虑荷载作用系数，长期作用时s l 2N N 5.00.1C ×+= 考虑与形状有关的系数0.1C 3=。 m m 6.26d e =，() ()013.0135 180-178010921805435 h b -b h b A ρf f 0s =×+×=+= 短期效应组合： p q G n 1 j Qjk j 1m 1 i Gik s M 0.1M 7.0M S ψS M ++=+=∑∑== m KN 08.102299.6104.5347.019.586?=+×+= p q G n 1 j Qjk j 2m 1 i Gik l M 4.0M 4.0M S ψS M ++=+=∑∑== m KN 6.82499.614.004.5344.019.586?=×+×+= 短期组合时： ()260s s ss mm /N 9.1971092 543587.01008.1022h A 87.0M σ=×××== 403.108 .10226.8245.00.1N N 5.00.1C s l 2=×+=× += mm 2.0mm 191.002.01028.06 .263.13010 29.1970.1403.11W 5fk <=×+×+×××××= 符合要求。 另外为了防裂缝出现还需要在梁腹板设置构造钢筋，每侧分布钢筋的面积为 ()bh 002.0~001.0，约为216~4322mm , 选用68，面积为3022mm ，满足要求。
FTQN系列桥梁挠度检测仪 桥梁挠度检测仪用于各种桥梁静态、动态挠度、 冲击系数、功率谱、区间频率的测量；各种大型结构 低频震动及位移监测等，可以为桥梁施工、监理、验 收、检测部门提供准确数据，有效指导其工作。 FTQN系列桥梁挠度检测仪采用远距离非接触光 电转换法测量桥梁动静态挠度曲线，突破性的将光路 解析及图象采集有机的集成起来，采用一靶二灯，动 态精度量程控制，灵活适应各种不同客户及现场需 求。强大的处理软件可从动态曲线数值分析中得出荷 载的冲击系数及结构内力分布状态，有助于判断桥梁的薄弱部位及结构的整体性，是一款不可多得实用型桥梁检测设备。 一、仪器原理： FTQN系列桥梁挠度检测仪将专用靶标固定待测桥梁被测点，使靶标与桥梁有机的结合起来形成共振，将桥梁震动转换成特定波长的光源震动，通过光学解析系统将待测光信号解析至专用高精工业CCD，检测靶标在CCD上成像的中心坐标的变化即可精确测量被测桥梁在载荷作用下产生的纵向和横向位移及其对时间的响应曲线。系统的Ｋ值（Kx，Ky），即CCD上每个象素代表的实际位移值，可在测量之前进行标定。测试系统检测原理图如下所示: 二、应用领域： 1、桥梁施工控制监测 2、现有桥梁动静载实验 3、桥梁竣工验收、鉴定
4、军用浮桥、吊桥等特殊桥梁检测 5、大跨度结构的梁、柱的变形监测 6、大型结构低频震动监测 7、高层建筑的变形及位移监测 8、大坝、码头的变形及震动位移监测 9、大型墩台、钻井平台等震动变形检测 10、起重机械臂、吊杆荷载位移检测 三、产品特点： 1、解决了其他同类产品光路解析及图像采集分离式问题，二者完美有机集成， 大大提高检测精度及系统稳定性； 2、光电转换原理检测，不受现场环境及桥型限制，适应能力强； 3、非接触、远距离、精度高，设计原理科学高效； 4、动态精度及量程，适应各类桥型、现场及不同客户需要； 5、高速专用高精工业面阵CCD，单次即可实现两维挠度测量； 6、一靶二灯，适应不同检测距离及恶劣环境需要； 7、自动标定，避免人为误差，节约人力； 8、测量数据实时显示，自动保存，高度智能化； 9、无线遥控靶标，自带高容量锂电，高效轻松检测； 10 、提供专用UMPC控制测量，袖珍美观而不失高效。 四、技术参数： 技术指标FTQN-2 FTQN-5A FTQN-5B FTQN-6 检测方式光电图像法光电图像法光电图像法光电图像法 测量参数单点动态，多点静态单点动态，多点静态单点动态，多点静态单点动态，多点静态检测距离500m 500m 500m 500m 检测量程0.8m 0.8m 0.8m 0.8m 测量精度0.1mm（50m处）0.02mm（30m处）0.02mm（10m处）0.02mm（30m处）采样频率100Hz 200Hz 300Hz 300Hz 频率响应50Hz 50Hz 50Hz 100Hz 记录时间可设置任意时间可设置任意时间可设置任意时间可设置任意时间 控制方式笔记本或专用UMPC 控制 笔记本或专用UMPC 控制 笔记本或专用UMPC 控制 笔记本或专用UMPC 控制
浅谈桥梁挠度精密水准测量方法 【摘要】本文详细阐述了使用精密水准方法进行桥梁挠度测量的基本原理，结合工程实例比较了三种精密水准挠度观测方法的精度，多角度论证了采用精密水准方法进行桥梁挠度测量的优点和实用价值。 [abstract] this paper describes the use of standard methods of precision measuring bridge deflection of the basic principles of engineering examples compared three methods of observation precision level of deflection accuracy, precision multi-angle demonstrated using the standard method of measuring bridge deflection advantages and practical value. 【关键字】桥梁挠度；水准测量；原理；精密 1 前言 桥梁挠度检测是桥梁检测的重要部分，也是桥梁安全性评价的一项重要指标。为检验桥梁结构的工作性能和施工是否能够达到设计的要求，保证桥梁运营的可靠性，并为桥梁竣工验收提供可靠依据，桥梁的挠度与桥梁的承载能力和抵御地震等动荷载能力有密切的关系，因此需对桥梁进行静载试验。进行桥梁的静载试验时的一个重要内容是对结构的变形即桥梁挠度进行观测。桥梁挠度测量方法的研究对于桥梁承载能力的检测和桥梁的防震减灾有着重要的 实际意义。目前常用的桥梁挠度水准测量方法存在数据精度不足等
精心整理 桥梁工程变形监测方案 一、概述 大型桥梁，如斜拉桥、悬索桥自20世纪90年代初期以来在我国如雨后春笋般的发展。这种桥梁的结构特点是跨度大、塔柱高,主跨段具有柔性特性。在这类桥梁的施工测量中,人们已针对动态施工测量作了一些研究并取得了一些经验。在竣工通车运营期间,如何针对它们的柔性结构与动态特性进行监测也是人们十分关心的另一问题。尽管目前有些桥梁已建立了了解结构内部物理量的变然而, 1) 2) 1 桥墩2 ,每柱设2点。 3）水平位移监测基准点布置 水平位移观测基准网应结合桥梁两岸地形地质条件和其他建筑物分布、水平位移观测点的布置与观测方法,以及基准网的观测方法等因素确定,一般分两级布设,基准网布设在岸上稳定的地方并埋设深埋钻孔桩标志；在桥面用桥墩水平位移观测点作为工作基点,用它们测定桥面观测点的水平位移。 4）垂直位移监测基准网布置
为了便于观测和使用方便,一般将岸上的平面基准网点纳入垂直位移基准网中,同时还应在较稳定的地方增加深埋水准点作为水准基点,它们是大桥垂直位移监测的基准；为统一两岸的高程系统,在两岸的基准点之间应布置了一条过江水准线路。 四、方法与成果精度 1）GPS定位系统测量平面基准网 为了满足变形观测的技术要求,考虑到基准网边长相差悬殊,对基准网边长相对精度应达到不低于1/120000和边长误差小于±5mm的双控精度指标；由于工作基点多位于大桥桥面,它们与基准点之间难以全部通视,可采用GPS定位系统施测。为了在观测期间不中断交通,且避开车辆通行引起仪 ,尽 2 向观测。 3 ,以直接 0.48mm, 4) ×10-6D)。它可以实现自动寻找和精确照准目标,自动测定测站点至目标点的距离、水平方向值和天顶距,计算出3维坐标并记录在内置模块或计算机内。由于它不需要人工照准、读数、计算,有利于消除人差的影响、减少记录计算出错的几率,特别是在夜间也不需要给标志照明。该仪器每次观测记录一个目标点不超过7ｓ,每点观测4测回也仅30ｓ。一周期观测10个点以内一般不会超过5min，其观测速度之快是人工无法比拟的。 武汉长江二桥采用该法测定高塔柱的摆动，为了评定该法的精度,利用车流量很少的夜间观测成果进行了统计分析。仿照桥面水平位移观测的统计分析方法,对视线长度为800ｍ的观测点,根据
城市桥梁检测技术标准BDJT---动挠度
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7 动力荷载试验 7.1 一般规定 7.1.1动力荷载试验项目主要包括脉动试验、跑车试验、跳车试验及其它特殊形式的激振试验，城市桥梁应根据需要选取合适的项目进行动力荷载试验。 7.1.2动力荷载试验可根据需要采用不同的测试系统，在选择测试系统时，测试系统的灵敏度、动态范围、频响特性和幅值范围等技术指标应满足被测结构动力特性范围的要求。测试仪表的精度应不大于预计最大测量值的5%。 7.2 试验内容与试验荷载 7.2.1 桥梁结构的自振特性测试宜包括结构的固有频率、阻尼比和振型等参数。试验荷载可为环境风或地脉动激振。 7.2.2 桥梁结构的受迫振动特性测试宜包括结构受迫振动频率、加速度、振幅和冲击系数等参数。试验荷载宜采用接近运营条件的汽车以不同的车速通过桥梁，试验时车辆在桥上的行驶速度应保持不变，或在桥梁动力响应最大的检测部位进行跳车试验。 7.3 试验准备工作 7.3.1 试验准备工作除应按照本标准第6.2.1条和第6.2.2条的规定执行外，尚应包括下列内容： 1 现场调查桥梁及桥梁连接道路的线路状况、允许车速、车辆实际过桥速度； 2 确定测试项目、加荷或激振方式，确定测点、仪器安放
和导线布设位置。 7.3.2跑车、跳车试验时，动力荷载试验效率的计算和取值应符合下列规定： 1 动力荷载试验效率表示为： 式中： dyn——动力荷载试验效率； S dyn——动力试验荷载（按静力重量考虑） 作用下检测部位的变形或内力的计算值；