基于液-气耦合压差原理的桥梁挠度测量系统研究

为改进现有桥梁挠度测量方法的不足,在开放式连通管测试法的基础上,基于液-气耦合压差传递机理,采用微压差传感器及RS-485总线等测量及传输技术,研制了一种半封闭式桥梁挠度及线形测量系统,其最高测量精度为0.1mm.该系统已于2008年底至2009年初应用于武汉天兴洲公铁两用长江大桥、重庆朝天门长江大桥及南昌洪都大桥等10余座桥梁的挠度测试中.实桥运用表明:该系统可对桥梁挠度、线形进行高精度、高效率测试,可有效应用于桥梁检测及长期健康监测中的桥梁挠度及线形测量.     

基于免棱镜全站仪的桥梁拱圈线形测量方法及精度分析

为了解决既有桥梁检测时拱圈线形测量的难题,提出了一种基于免棱镜全站仪自由设站测量拱圈线形的新方法,并给出了详细的操作步骤;推导了基于免棱镜全站仪的桥梁拱圈线形测量坐标的公式;根据误差传播定律,对X和Z轴向坐标进行精度分析;通过EXCEL编程实现自由设站测量坐标到桥梁轴线坐标转换,有利于计算横向和竖向变形量以及绘制桥梁立面图.将该方法用于甘肃榆中青城桥梁的拱圈轴向测量,其变形和百分表实测结果保持一致,满足桥梁检测精度要求,表明该方法是桥梁拱圈线形测量的一种好方法.     

具有悬挂缆索的桥梁挠度测量装置及方法

桥梁的挠度是反映结构物承载力大小的关键指标,也是其运营健康状态的重要参数。现有的测量方法和装置都有各自的缺点和局限性,不能同时拥有精准性、高效性、便携性和适应性。为解决这些问题,提出了一种新的挠度测量装置及方法,即具有悬挂缆索的桥梁挠度测量装置及方法。该方法通过架设主缆快速便捷搭设千分表所需的支撑物,并在桥面上设置纵向测点。配重块和限位导杆的存在也使得缆索结构避免了水平扰动,进一步保证了结果的稳定性。轻盈简单的结构使其可适应复杂的环境条件,较小的占地面积又可适应短期测量和长期监测。此方法已成功应用于某座桥梁的检测中,测量结果表明,此方法可以获得精确的测量结果,真实反映挠度变化,是一种高效、精准的测量方法。     

桥梁位移的远距离测量新技术

采用远距离摄像与图像处理方法相结合 ,提出了一种从岸边即可准确量测大中跨径桥梁的垂直位移 (挠度 )和水平位移的光学数字测量新方法 ,并研究开发出了相应的测量系统。利用该系统对实桥的量测结果表明 ,当测量距离在 5 0m至 10 0m范围内 ,本方法具有足够的测量精度     

一种新的桥梁线形监测系统及其在刚架拱桥中的应用

桥梁线性可直接反应桥梁的安全状态,是了解桥梁健康状态的最重要方式之一。传统的桥梁线性测量方法存在测量精度低、无法进行动态监测、测点数量少、易受环境影响、监测成本高以及无法实现实时监测等问题。基于高精度倾角传感器和最小二乘法构建了由传感器子系统、数据传输子系统和安全评估子系统构成的桥梁线性远程实时智能监测系统,本文详细介绍了该系统的硬件组成、模块功能和工作流程。为了检测该系统的性能,将本系统应用至刚架拱桥,对该桥进行加载并对测点部位进行精密水准测量,得到挠度的理论值、本系统输出值和高精密水准测量值,通过对比分析,得出本系统精度可达到亚毫米级,同时系统具有可靠性强、可实时监测和运营成本低等特点,是一套综合性能较优的桥梁形变监测系统,在桥梁线形测量领域具有较高的应用和推广价值。     

三次样条插值函数在桥梁挠度测量中的应用研究

桥梁挠度测量是桥梁检测的重要组成部分。通过在所测桥梁上布设倾角仪,测量各测点的倾角值,然后用专用软件给出关心桥梁截面的挠度、倾角和曲率值,从而为桥梁安全性评价提供依据。该文介绍了利用倾角仪测量桥梁挠度的方法及其计算原理,通过在所测桥梁上布设倾角仪,测量倾角仪布点处的倾角值,然后利用三次样条插值函数构建桥梁挠度曲线函数,从而计算出所求桥梁截面的挠度、倾角和曲率值,为桥梁安全性评价提供依据。该方法计算简便,不仅适用于简支梁和静载情形,而且适用于连续梁和动载情形。     

倾角仪在大跨度桥梁挠度检测中的应用

桥梁挠度值在进行桥梁的安全性评定时是一项非常重要的指标.介绍了一种适合大跨度桥梁挠度测量的方法及其软件的开发原理.在一跨或者连续多跨桥梁上布置适当数量的倾角仪,通过倾角的测量,可算得试验跨桥梁各个断面的挠度值.通过工程实例来说明使用倾角仪法测量大跨度桥梁挠度的优点;通过对倾角仪法与光电挠度仪法测量的桥梁挠度值进行对比和分析,证明了倾角仪法计算得到的桥梁挠度值精度满足工程测量要求;最后对倾角仪法测量大跨度桥梁挠度所产生的误差进行了分析.结果表明,将该方法用于大跨度桥梁的挠度测量是切实可行的.     

兰州杨家湾吊桥静载试验中的挠度检测研究

桥梁静载试验是评价桥梁质量和验证桥梁承载能力是否满足设计要求的重要手段,而挠度测量是桥梁检测的重要组成部分。现以兰州市杨家湾吊桥静载试验检测的实际案例为依托,阐述了静载试验中位移观测点的布设、施测方法、试验荷载设计原理。通过对实验数据、挠度曲线、位移变化分析,结果表明:在试验荷载作用下变形无异常,经维修加固后承载能力满足设计荷载通过的使用要求,桥面更加平顺,上下游对称性较好。     

利用倾角仪测量桥梁的挠度

系统介绍了一种桥梁挠度检测方法。在与桥梁中轴线平行的轴线上选定的测点上布设倾角仪，通过测量加载前后的倾角变化，可以计算该轴线上任何点的动挠度或者静挠度。上百组的实验和实测，包括简支梁和连续梁，动载和静载，表明该方法具有很高的精度。利用倾角仪测量桥梁不需要静止的参考点，特别适于测量跨河桥、跨线桥、大型的跨海、跨峡谷桥梁和高桥，大大提高了测量效率。     

基于垂直位移观测二等网技术的中小跨径桥梁静挠度测量中误差分析

针对桥梁静挠度观测中实际观测结果的精度无定量描述、可靠程度难以确定的状况,根据精密水准仪测量桥梁挠度的基本原理及《工程测量规范》中二等垂直位移测量网的精度要求,提出了采用精密水准仪测量中小跨径桥梁静挠度过程中读数中误差、高程中误差及挠度中误差的分析方法;结合工程实例,对精密水准仪挠度观测结果进行评价,证明其观测结果满足要求,处于可控状态。     

润扬大桥悬索桥全站仪法挠度变形观测

为科学评价桥梁结构体系的实际使用性能,大型桥梁竣工验收时必须进行静载试验。针对润扬大桥悬索桥静载试验工程项目,研究了利用全站仪进行桥梁挠度变形观测的方法。论文介绍了全站仪法测量桥梁挠度的原理和计算公式,并对全站仪法观测桥梁挠度变形值的测量精度进行了分析。通过到润扬大桥实地踏勘,制订了全站仪法挠度变形观测的具体方案。通过对全站仪实测数据和理论计算数据的比较和分析,证明了全站仪法大型桥梁挠度变形测量结果可靠,观测效率高。     

动应变测量在桥梁动挠度识别中的应用分析

随着桥梁的发展,桥梁的问题也逐渐增多,近年来,我国出现了多起桥梁安全事故,主要是因为桥梁的变形产生,而挠度为桥梁变形的指标,故研究梁的挠度识别很重要。首先,通过分析和介绍位移模态理论与应变模态理论的异同点,以及应变模态理论得到梁的应变模态的表示,在此基础上,提出了互关函数在梁动挠度识别中的应用。然后,通过以实际工程为研究对象,按照1∶10的比例建立桥梁实验模型,桥梁模型全长10m,截面积为2.52cm^2,高50mm,将其分成20段,每0.5m为一个单元,计算其挠度。最后,进行实际桥梁验证,将实际桥梁的测量值与桥梁模型的挠度计算值进行对比。通过实验得到,对梁施加脉冲荷载研究其动挠度的识别值与精确值之间的吻合度,并且得到测量点的布置对吻合度的影响。对梁施加动荷载,即EL CENTRO地震波,通过对比研究动荷载作用下,动挠度的识别值和精确值之间的吻合度,得到互关函数法在动挠度中的应用,对同类型的研究具体一定的参考价值。     

大跨径混凝土梁桥设计新思路

以大跨径预应力混凝土梁桥存在开裂、下挠过大等病害为对象,研究病害的主要成因和对策,试图探讨解决这些问题的设计新思路,即引入斜拉桥施工监控原理,对影响其应力、位移的主要因素,即自重、预应力摩阻损失、混凝土收缩徐变等进行施工和使用阶段的监控,并根据参数识别在施工阶段对预应力束进行股数调整,在使用阶段利用体内和体外备用束视监控情况进行内力调整,从而提高梁体的抗裂性能,达到有效预防混凝土梁桥常见的梁体开裂、跨中下挠过大等病害,文中对珠江大桥的设计做了简单介绍。     

基于预紧弹簧系统的桥梁挠度冲击系数量测方法

为了提高桥梁挠度及冲击系数测试的稳定性,在传统悬锤法基础上,基于弹簧预紧效应,提出了预紧弹簧法。首先依据车-桥耦合振动理论,以简支梁桥为对象推导了车辆-桥梁-预紧弹簧耦合振动方程,进行了室内试验和系统数值验证;在此基础上分别建立了车辆-桥梁-悬锤系统和车辆-桥梁-预紧弹簧系统的有限元模型,利用数值解法分析了横向风荷载对悬锤法和预紧弹簧法测量主梁挠度及冲击系数的影响;根据建立的车辆-桥梁-预紧弹簧耦合振动系统,研究了影响该方法精度的关键性因素,并给出系统参数选型优化经验公式。最后,以一座30 m预制装配式简支箱梁桥为例,在随机车载激励下,进行支架法、悬锤法和预紧弹簧法3种方法的对比试验。研究结果表明：预紧弹簧法与传统悬锤法相比,冲击系数受风荷载影响较小;无风环境下,预紧弹簧法易受铁丝抗拉刚度、弹簧刚度和悬挂长度的影响,而与初始预紧力值无关;通过合理选用参数,预紧弹簧法能够实现主梁与系统同相位振动;工程实例表明该方法与支架法挠度冲击系数平均误差为6.1%,精度高于悬锤法测量结果,该方法也可为桥梁结构静动载大位移测试提供借鉴。     

桥梁静载试验中梁截面挠度的激光测试方法

提出了一种大型桥梁结构截面挠度测量的光学方法。在桥塔架设一个自准直激光器,桥梁的待测截面设置接收屏,利用数码摄像机拍摄接收屏接收到的动静态激光光斑图像。通过标定及图像中心法处理,可以计算出所测截面的挠度。该方法在润扬长江公路大桥的动静载试验的静态挠度测试中作为补充方法在南汊悬索桥的L/8截面得以实际应用,结果表明,激光摄影测试与全站仪测试结果基本一致。     

基于无应力状态法的悬臂拼装斜拉桥的线形控制

针对悬臂拼装斜拉桥的线形控制问题,以穗盐路斜拉桥为背景,提出基于无应力状态法理论以钢箱梁制造线形为目标,进行主梁线形控制的方法。该桥为对称独塔双索面塔梁固结体系,采用MIDAS Civil建立桥梁有限元模型,分析钢箱梁在不同施工临时荷载作用下的制造线形和安装线形。分析结果表明,该桥安装线形随施工临时荷载的不同而改变,制造线形是结构的稳定量,只要保证梁段的无应力状态量一定,则无应力线形是惟一的;实桥安装时按制造线形夹角进行安装,无论施工过程如何改变,最终成桥阶段的内力和位移与理想目标状态一致。     

基于非接触远程智能感知的桥梁形态监测试验

为进一步提高利用非接触式影像监测大型桥梁安全状态的精度与效率，实现结构健康监测系统兼有经济、可信且全息的技术理论优势，提出依据结构全息影像序列数据的非接触式机器视觉远程智能感知进行桥梁结构全息几何形态监测的方法。通过单机自动巡转桥梁立面动静影像全息监测系统试验装置获取试验桥在各损伤/作用工况下的原始动静影像数据，根据序列数据在时间、空间上具有强关联信息的特性，分别构建降噪及抗扰动单元、欧拉运动放大单元及运动信息提取单元进行全息几何形态测量，以历次试验监测数据为样本数据集，利用分层思想依次建立数据抽样和结构几何信息间映射的数学网络模型，经结构设计不断训练、调试与优化桥梁力学行为智能感知网络，最后获取试验桥在试验过程中的全息变形、全息变形包络谱、全息位移时程曲线。研究结果表明：该方法获得的数据与传统的常规接触式传感器实测值基本吻合，试验桥在各工况下的曲线变化趋势基本一致，全息变形测量值平均误差12.21%，全息变形包络谱测量值平均误差9.06%，全息位移时程曲线测量值平均误差8.55%，对环境规律噪声信号筛除效率为81.9%，基于非接触远程智能感知的桥梁形态监测真实、连续、敏感、较为准确地反映了结构在各损伤/作用工况下的真实形态变化，可为后续进一步研究结构状态演绎以及损伤智能化识别方法奠定基础。