挠度——弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度,用y表示。简言之就是指梁、桁架等受弯构件在荷载作用下的最大变形,通常指竖向方向y轴的,就是构件的竖向变形。挠度仪顾名思义,就是用来测量挠度的仪器。挠度仪可以应用于任意角度上方物体垂直距离的变化量的检测,经常被用于桥梁静态、动态挠曲度的测量,桥梁竣工验收、鉴定;军用浮桥、吊桥等特殊桥梁检测;大坝、码头的变形及震动位移监测;或大跨度结构的梁、柱、高层建筑、起重机械、钻井平台、现有桥梁动静载实验 、起重机械臂、吊杆荷载位移检测等的变形、振动的位移。
桥梁挠度仪的工作原理
以检测桥梁挠度为例:将挠度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,顺序安装好其他挠度探测器。将挠度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挠度变形时,挠度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的最大挠度、最小挠度等。
像是光电型的桥梁挠度仪是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。
桥梁挠度测量的方法
1、静态挠度的测试
静态挠度测试的方法按照测试原理可以分为:机械式挠度测试、电子式挠度测试、电阻式挠度测试、光学类挠度测试、图像式挠度测试、激光类挠度测试、GPS挠度测试以及雷达类挠度测试等。机械式挠度测试方法典型的是机械式百分表、千分表等测量方法;电阻式挠度测试采用电阻式位移计利用静态采集系统进行挠度测试;光学类挠度测试仪器传统的有精密水准仪、全站仪等测量设备,此外还有基于光电成像的桥梁挠度仪等;激光类挠度测试主要是利用激光测距的原理,通过激光位移计对桥梁静态度进行测试;图像式桥梁挠度测试方法有基于图像的桥梁挠度仪;GPS挠度测量主要是基于全球定位系统GPS对大跨径桥梁挠度进行静态差分进行静态挠度的测试;雷达类挠度测试主要是利用毫米波雷达对桥梁挠度进行测试。
前面介绍的静态测试方法中有的仅能进行静态测试,有些方法除进行静态测试外还可以进行动态测试。
2、动态挠度的测试
能进行动态挠度测试的方法有:电阻式挠度计、光学类的桥梁挠度仪、基于图像的桥梁挠度仪、GPS以及激光位移计和毫米波雷达以及位移拾振器等方法。
桥梁挠度仪的使用方法
检测桥梁挠度为例:将挠度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,顺序安装好其他挠度探测器。将挠度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挠度变形时,挠度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的最大挠度、最小挠度等。
桥梁挠度仪的优势
全站仪和精密水准仪由于采样频率跟不上,仅能用于桥梁静态挠度的测试,而桥梁光电挠度仪可以进行静态测试也可以进行动态挠度测试。桥梁挠度仪进行静态挠度测试时需要在桥梁测试部位安装专用靶标,可同时进行多个点静态挠度的测试。静态挠度测试前需要对每个测点进行标定,仪器自动记录测试角度和距离,标定完一个靶标后进行下个靶标的标定,测试时桥梁挠度仪安装标定的靶标位置依次进行多个测点静挠度的测试(见图5)。桥梁挠度仪进行动态挠度测试时仅能对单点的挠度进行动态挠度时程曲线的测试。
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