本發(fā)明專利技術(shù)提供一種一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置及測試方法，該測試裝置通過在實橋上放置小梁，在小梁上安裝應(yīng)變片與傾角傳感器，根據(jù)小梁上所測得的應(yīng)變值與傾角值，配合本發(fā)明專利技術(shù)的測試方法，可計算出小梁的撓度曲線，進(jìn)而求得實橋上的撓度測點的撓度值，該裝置和方法在只需已知實橋任一端位移的前提下，就可以求得撓度曲線和相應(yīng)的撓度值，且所求得的撓度值準(zhǔn)確度高，同時測試方法簡便易操作，測試效率高，效果好。本發(fā)明專利技術(shù)無需在實橋上安裝大量的傳感器等裝置，就可以實現(xiàn)在已知條件較少的前提下得到撓度測點的撓度，且所得的撓度高精度，同時，測量方法效率高，經(jīng)濟(jì)性好。好。好。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置及測試方法
[0001]本專利技術(shù)涉及橋梁檢測
，特別涉及一種一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置及測試方法。
技術(shù)介紹
[0002]隨著社會的發(fā)展，橋梁的使用功能也逐漸變多，最近二三十年，見證了橋梁在交通運輸領(lǐng)域的重要作用，但在橋梁使用頻率鑄件增多的當(dāng)下，部分橋梁的質(zhì)量問題開始陸續(xù)顯現(xiàn)出來。因此為了保證橋梁安全，對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測十分必要，其中，橋梁撓度作為橋梁安全性一種重要的評判參數(shù)，其測試精度的提升對橋梁檢測方面有著重要的價值。因此，提高橋梁撓度測試的精度，成為大勢所趨。以往多采用在實橋上安裝撓度測試裝置來檢測實橋撓度，并不斷推陳出新，提出全方位多角度的更高精度的裝置來滿足撓度測試要求，例如CN202210971494.2的專利技術(shù)專利提出的一種全方位橋梁撓度測試裝置，既能夠?qū)崿F(xiàn)高度調(diào)節(jié)也能夠自由旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了全方位實橋撓度測試，但該類方法精度雖然提高，卻無法解決裝置在實橋上存在安裝困難等問題。另有，CN201510005413.3的專利技術(shù)提供的一種中小跨徑橋梁撓度測量裝置，提出設(shè)置導(dǎo)梁的想法，將測試傳感器安裝于導(dǎo)梁上來進(jìn)行實橋撓度測試，但該方法并不完善，其通過設(shè)置機(jī)電百分表來測撓度，若實橋上測點過多，則需要安裝大量機(jī)電百分表，不經(jīng)濟(jì)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0003]鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置及測試方法，以在已知實橋任一端位移的前提下，通過在實橋上放置小梁，在小梁上安裝應(yīng)變片與傾角傳感器，根據(jù)小梁上測得的應(yīng)變值與傾角值計算出小梁的撓度曲線，進(jìn)而求得實橋上的撓度測點撓度，這樣，無需在實橋上安裝大量的傳感器等裝置，就可以實現(xiàn)在已知條件較少的前提下得到撓度測點的撓度，且所得的撓度高精度，同時，測量方法效率高，經(jīng)濟(jì)性好。
[0004]為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：
[0005]一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置，包括，
[0006]小梁，采用能夠變形的材料制作，其放置在實測橋梁的上方，所述小梁的初端簡支在實測橋梁撓度已知的一端上，末端架設(shè)在實測橋梁的兩端之間，且實測橋梁上的撓度測點位于小梁兩端之間；
[0007]剛性支撐裝置，采用不能變形的材料制作，其剛度大于所述小梁的剛度，所述剛性支撐裝置安裝在小梁的兩端和撓度測點所在處，所述小梁通過剛性支撐裝置架設(shè)在實測橋梁上；
[0008]傾角傳感器，安裝在所述小梁上，并靠近所述小梁的末端設(shè)置；
[0009]應(yīng)變片，安裝在所述小梁上，且在相鄰兩個剛性支撐裝置之間；
[0010]監(jiān)控平臺，分別與傾角傳感器和應(yīng)變片連接。
[0011]優(yōu)選地，位于所述小梁初端處的剛性支撐裝置和與該剛性支撐裝置相鄰的另一剛性支撐裝置之間的應(yīng)變片的數(shù)量為兩個，其余相鄰兩個剛性支撐裝置之間的應(yīng)變片的數(shù)量均為一個。
[0012]優(yōu)選地，位于所述小梁末端處的剛性支撐裝置和與該剛性支撐裝置相鄰的另一剛性支撐裝置之間的應(yīng)變片相對傾角傳感器遠(yuǎn)離位于所述小梁末端處的剛性支撐裝置。
[0013]基于上述測試裝置，本專利技術(shù)還提供一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試方法，包括如下步驟：
[0014]S1：根據(jù)橋檢實際工程，確定實橋撓度測點的數(shù)量及位置，從而確定應(yīng)變片的數(shù)量及安裝位置、所需剛性支撐裝置的數(shù)量及放置位置、以及所需小梁的長度值；其中，小梁的長度值為L，所述小梁的初端和應(yīng)變片所在處均設(shè)為節(jié)點，從小梁的初端至末端起算，相鄰兩個節(jié)點之間的間距依次為s1、s2、s3、...、s
n+2
，所有撓度測點與小梁初端之間的間距依次為x1、x2、x3、...、x
n
，傾角傳感器與小梁末端之間的間距s
n+3
，上述中，n為撓度測點的數(shù)量；
[0015]S2：在小梁上安裝應(yīng)變片與傾角傳感器；
[0016]S3：在小梁上安裝放置剛性支撐裝置，將安裝好應(yīng)變片與傾角傳感器的小梁放到實橋上，并通過剛性支撐裝置架設(shè)在實橋上；
[0017]S4：根據(jù)小梁上安裝的應(yīng)變片與傾角傳感器測得的數(shù)值，及步驟S1中確定的各個參數(shù)，求得小梁各節(jié)段的撓度曲線，進(jìn)而求得實橋上各個撓度測點的撓度值，其中，小梁的節(jié)段是由其所連的撓度測點所在處為界分隔而成的。
[0018]在步驟S4中，通過如下方法求得小梁各節(jié)段的撓度曲線：
[0019]首先，設(shè)小梁上從初端至末端方向的第j節(jié)段的撓度曲線為y
j
,y
j
為關(guān)于x的三次函數(shù)，即，y
j
＝A
j
x3+B
j
x2+C
j
x+D
j
，其中，j為1、2、3、...、n+1，x為所求撓度測點與小梁初端之間的間距；則，小梁上所有節(jié)段的撓度曲線為
[0020][0021]其次，根據(jù)如下公式得到所有撓度曲線的各個常數(shù)從而得到小梁各節(jié)段的撓度曲線：
[0022][0023]其中，δ為實測橋梁已知的一端處的撓度值，ε
p
為小梁上從初端至末端方向第p個應(yīng)變片所測得的應(yīng)變值，h
p
為小梁上從初端至末端方向第p個應(yīng)變片所貼位置距小梁頂部的高度，θ為小梁上傾角傳感器所測得的傾角值，p為1、2、3、...、n+2；
[0024]然后，根據(jù)所求撓度測點所在的撓度曲線及該撓度測點距離模擬梁初端的水平間距求得該撓度測點的撓度，即，實橋第n個測點撓度＝y(tǒng)
n
(x
n
)＝y(tǒng)
n+1
(x
n
)。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：
[0026](1)本專利技術(shù)公開的一種一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置和測試方法，該測試裝置通過在實橋上放置小梁，在小梁上安裝應(yīng)變片與傾角傳感器，根據(jù)小梁上所測得的應(yīng)變值與傾角值，配合本專利技術(shù)的測試方法，可計算出小梁的撓度曲線，進(jìn)而求得實橋上的撓度測點的撓度值，該裝置和方法在只需已知實橋任一端位移的前提下，就可以求得撓度曲線和相應(yīng)的撓度值，且所求得的撓度值準(zhǔn)確度高，同時測試方法簡便易操作，測試效率高，效果好。
[0027](2)本專利技術(shù)的測試方法，相比較以往橋梁撓度測試的方法，本專利技術(shù)無需在實橋上安裝傳感器等裝置，解決了以往實橋上應(yīng)變片或傳感器安裝、拆卸操作困難等問題；再者，本專利技術(shù)在撓度測點數(shù)目多時，僅通過設(shè)置簡單支撐即可求得相應(yīng)的撓度曲線和撓度值，經(jīng)濟(jì)性強，且，簡化了已知條件，并實現(xiàn)在已知條件較少的前提下，得到撓度測點的撓度值，適用性更強。
[0028](3)本專利技術(shù)能夠適用于多種橋梁，且裝置安裝方便，計算簡單便利，具有很高的推廣價值。
附圖說明
[0029]圖1是本專利技術(shù)小梁放置的位置布置圖；
[0030]圖2是不同實橋撓度測點下應(yīng)變片與傾角傳感器的安裝位置圖，圖中，(a)為1個撓度測點時應(yīng)變片與傾角傳感器的安裝位置圖，(b)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置，其特征在于：包括，小梁，采用能夠變形的材料制作，其放置在實測橋梁的上方，所述小梁的初端簡支在實測橋梁撓度已知的一端上，末端架設(shè)在實測橋梁的兩端之間，且實測橋梁上的撓度測點位于小梁兩端之間；剛性支撐裝置，采用不能變形的材料制作，其剛度大于所述小梁的剛度，所述剛性支撐裝置安裝在小梁的兩端和撓度測點所在處，所述小梁通過剛性支撐裝置架設(shè)在實測橋梁上；傾角傳感器，安裝在所述小梁上，并靠近所述小梁的末端設(shè)置；應(yīng)變片，安裝在所述小梁上，且在相鄰兩個剛性支撐裝置之間；監(jiān)控平臺，分別與傾角傳感器和應(yīng)變片連接。2.如權(quán)利要求1所述的一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置，其特征在于：位于所述小梁初端處的剛性支撐裝置和與該剛性支撐裝置相鄰的另一剛性支撐裝置之間的應(yīng)變片的數(shù)量為兩個，其余相鄰兩個剛性支撐裝置之間的應(yīng)變片的數(shù)量均為一個。3.如權(quán)利要求1所述的一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試裝置，其特征在于：位于所述小梁末端處的剛性支撐裝置和與該剛性支撐裝置相鄰的另一剛性支撐裝置之間的應(yīng)變片相對傾角傳感器遠(yuǎn)離位于所述小梁末端處的剛性支撐裝置。4.一個位移下基于小梁應(yīng)變和傾角的橋梁撓度測試方法，其特征在于，包括如下步驟：S1：根據(jù)橋檢實際工程，確定實橋撓度測點的數(shù)量及位置，從而確定應(yīng)變片的數(shù)量及安裝位置、所需剛性支撐裝置的數(shù)量及放置位置、以及所需小梁的長度值；其中，小梁的長度值為L，所述小梁的初端和應(yīng)變片所在處均設(shè)為節(jié)點，從小梁的初端至末端起算，相鄰兩個節(jié)點之間的間距依次為s1、s2、s3、...、s
n+2
，所有撓度測點與小梁初端之間的間距依次為x1、x2、x3、...、x
n
，傾角傳感器與小梁末端之間的間距s
n+3
，上述中，n為撓...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王龍林，王華，王希瑞，郝天之，張子墨，李俊毅，李麗，王海華，袁野，農(nóng)宇，謝亮，
申請(專利權(quán))人：廣西交科集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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