在橋梁檢測領域,結(jié)構(gòu)的撓度是評估其承載能力和安全性的重要指標之一。結(jié)構(gòu)撓度測試設備能夠精確測量結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形情況,對于確保橋梁、高層建筑、大型工業(yè)設施等結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定至關重要。這些設備不僅具有高精度和良好的重復性,還能適應多種復雜環(huán)境,提供實時、連續(xù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。
橋梁結(jié)構(gòu)試驗是利用各種儀器設備,測試結(jié)構(gòu)在荷載或其他因素(溫度、變形)作用下的響應,并通過響應數(shù)值分析結(jié)構(gòu)的強度、剛度以及穩(wěn)定性,達到評估結(jié)構(gòu)安全的目的。通過使用結(jié)構(gòu)撓度測試設備,工程師可以及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的異常變形,評估其健康狀態(tài),并據(jù)此制定合理的維護和加固方案。橋梁檢測的結(jié)構(gòu)試驗中測試指標有撓度、轉(zhuǎn)角、應變、振動。中交路橋科技今天與大家匯總分享結(jié)構(gòu)撓度測試設備!
撓度通常指橋梁在荷載作用下發(fā)生的彎曲變形,它是反映了橋梁結(jié)構(gòu)的變形能力,因此撓度是橋梁荷載試驗、結(jié)構(gòu)監(jiān)測的重要測試指標。按測試方法、采樣頻率和組網(wǎng)方式可分為不同的類型。
· 采樣頻率:靜態(tài)撓度和動態(tài)撓度
· 測試方法:接觸式和非接觸式
· 組網(wǎng)方式:機械式、有線組網(wǎng)和無線組網(wǎng)
撓度為相對變形,對桿件結(jié)構(gòu)來說,撓度是在受力或非均勻溫度變化時,桿件軸線在垂直于軸線方向的線位移,這也決定在測量撓度時必須有一個基準點。 橋梁是跨越溝壑、河流的構(gòu)造物,撓度測試總體上可分為接觸式和非接觸式。
1、非接觸式撓度測試方法
非接觸式測量方式可不用搭設試驗支架,通常可采用如圖像式撓度計、微波雷達、激光撓度計、高精度全站儀(水準儀)、毫米波等測試手段。
(1)激光撓度計
· 原理:激光位移計是一種基于光學原理進行非接觸式距離測量的儀器。
· 頻率:靜態(tài)單點測量
(2)高精度微波雷達
毫米波雷達技術在橋梁撓度測量中的應用是一種新興且有效的監(jiān)測方法。毫米波雷達通過發(fā)射毫米波信號并接收反射回來的信號來測量相位差,從而精確計算橋梁的微小位移。該技術能夠在不干擾正常交通的情況下,實時監(jiān)測橋梁的動撓度和靜撓度。
(3)基于視覺原理的撓度測試
· 原理:采用圖像模式識別技術與模板匹配跟蹤算法相結(jié)合的位移測試設備;
· 頻率:可動態(tài)測量,頻率達100Hz,可多點同步測量;
(4)測量機器人+無線控制模塊
對測量機器人進行二次開發(fā),采用徠卡測量機器人對橋梁荷載試驗觀測點進行實時觀測,數(shù)據(jù)通過無線傳輸設備實時傳送到筆記本電腦。
2、接觸式測試設備
接觸式撓度測量方法多采用百分表或位移計進行直接測量。這種方法設備簡單,可以進行多點檢測,直接得到各測點的撓度數(shù)值,測量結(jié)果穩(wěn)定可靠。但該方法需要搭設架子進行測量,且橋下有水、跨線橋、峽谷等高橋的情況下無法使用。
3、撓度測量方法選擇
了解橋梁結(jié)構(gòu)的撓度變化范圍才能選配合適的撓度測測試系統(tǒng),撓度的變化范圍、變化頻率是2個重要指標,他們分別對應了設備的量程和采樣頻率。
(1)現(xiàn)場實施方便性
(2)采用頻率根據(jù)測試目標的變化頻率確定
· 靜載試驗:測試加載前后撓度的增量,對采用頻率不用過多考慮;
· 動載行車試驗:需要采用高頻同步采集;
· 運營期安全監(jiān)測:車輛是主要的關注目標,要能獲得車輛在橋梁上行駛的過程曲線,根據(jù)橋梁長度、車輛速度、確定采用頻率
(3)保證精度
撓度測試要以評估需要為目標,滿足相對精度。對柔性結(jié)構(gòu),撓度大,用全站儀、GNSS就可以,對一個10m左右的小橋,最大撓度也就幾毫米,精度要到0.01mm。
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