在桥梁检测领域,结构的挠度是评估其承载能力和安全性的重要指标之一。结构挠度测试设备能够精确测量结构在荷载作用下的变形情况,对于确保桥梁、高层建筑、大型工业设施等结构的安全稳定至关重要。这些设备不仅具有高精度和良好的重复性,还能适应多种复杂环境,提供实时、连续的监测数据。
桥梁结构试验是利用各种仪器设备,测试结构在荷载或其他因素(温度、变形)作用下的响应,并通过响应数值分析结构的强度、刚度以及稳定性,达到评估结构安全的目的。通过使用结构挠度测试设备,工程师可以及时发现结构的异常变形,评估其健康状态,并据此制定合理的维护和加固方案。桥梁检测的结构试验中测试指标有挠度、转角、应变、振动。中交路桥科技今天与大家汇总分享结构挠度测试设备!
挠度通常指桥梁在荷载作用下发生的弯曲变形,它是反映了桥梁结构的变形能力,因此挠度是桥梁荷载试验、结构监测的重要测试指标。按测试方法、采样频率和组网方式可分为不同的类型。
· 采样频率:静态挠度和动态挠度
· 测试方法:接触式和非接触式
· 组网方式:机械式、有线组网和无线组网
挠度为相对变形,对杆件结构来说,挠度是在受力或非均匀温度变化时,杆件轴线在垂直于轴线方向的线位移,这也决定在测量挠度时必须有一个基准点。 桥梁是跨越沟壑、河流的构造物,挠度测试总体上可分为接触式和非接触式。
1、非接触式挠度测试方法
非接触式测量方式可不用搭设试验支架,通常可采用如图像式挠度计、微波雷达、激光挠度计、高精度全站仪(水准仪)、毫米波等测试手段。
(1)激光挠度计
· 原理:激光位移计是一种基于光学原理进行非接触式距离测量的仪器。
· 频率:静态单点测量
(2)高精度微波雷达
毫米波雷达技术在桥梁挠度测量中的应用是一种新兴且有效的监测方法。毫米波雷达通过发射毫米波信号并接收反射回来的信号来测量相位差,从而精确计算桥梁的微小位移。该技术能够在不干扰正常交通的情况下,实时监测桥梁的动挠度和静挠度。
(3)基于视觉原理的挠度测试
· 原理:采用图像模式识别技术与模板匹配跟踪算法相结合的位移测试设备;
· 频率:可动态测量,频率达100Hz,可多点同步测量;
(4)测量机器人+无线控制模块
对测量机器人进行二次开发,采用徕卡测量机器人对桥梁荷载试验观测点进行实时观测,数据通过无线传输设备实时传送到笔记本电脑。
2、接触式测试设备
接触式挠度测量方法多采用百分表或位移计进行直接测量。这种方法设备简单,可以进行多点检测,直接得到各测点的挠度数值,测量结果稳定可靠。但该方法需要搭设架子进行测量,且桥下有水、跨线桥、峡谷等高桥的情况下无法使用。
3、挠度测量方法选择
了解桥梁结构的挠度变化范围才能选配合适的挠度测测试系统,挠度的变化范围、变化频率是2个重要指标,他们分别对应了设备的量程和采样频率。
(1)现场实施方便性
(2)采用频率根据测试目标的变化频率确定
· 静载试验:测试加载前后挠度的增量,对采用频率不用过多考虑;
· 动载行车试验:需要采用高频同步采集;
· 运营期安全监测:车辆是主要的关注目标,要能获得车辆在桥梁上行驶的过程曲线,根据桥梁长度、车辆速度、确定采用频率
(3)保证精度
挠度测试要以评估需要为目标,满足相对精度。对柔性结构,挠度大,用全站仪、GNSS就可以,对一个10m左右的小桥,最大挠度也就几毫米,精度要到0.01mm。
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