怎样测挠度
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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hAB, 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hAB=a-b,若A点的高程为Ha,B 点的高程为HB, 则HB=HA+hAB。
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。北京光电技术研究所
的BJQN- 3 型和BJQN - 4 型桥梁挠度检测仪正是基于这一原理设计的。几年来已在许多现
场测量中取得了很好的效果,并在桩基加载测试和起重设备检测等领域获得成功。
4.优缺点: 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的静挠度(一般只测跨中的静挠度) ,
无法实现动态的桥梁挠度检测, 也难以给出其他非测点的静挠度值; 另外, 由于测量结果
中包含桥墩的下沉量和支墩的变形, 以及由于悬锤重量、滑轮的摩擦系数和钢丝直径的选择
不当等不可避免的因素而导致测量结果存在较大的误差。水准仪直接测量法采用水准仪(或
经纬仪) 和标尺, 根据加载前后设置在跨中的标尺读数差得到跨中的静挠度。该方法难以在
桥墩上空间很小的公路桥梁上进行挠度测量。水准仪逐点测量法是用高精度水准仪和铟钢塔
尺在桥面上沿桥梁轴线对桁架各节点(或桥面) 进行逐点水准测量。此方法只能测量桥梁静
挠度曲线, 精度较高。但采用该方法测量封桥时间长, 效率较低。光电法是利用CCD 光电耦
合器件测量桥梁挠度, 但是该设备价格昂贵, 易受下雨、雾天等环境条件的影响。
参考文献
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