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基于連通管原理的橋梁撓度自動測量方法

作者: 時間:2013-04-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

2 測量原理在橋梁中的應(yīng)用
2.1 法橋梁系統(tǒng)建設(shè)
測量原理應(yīng)用在橋梁中,程序員可以根據(jù)選用撓度傳感器的通訊協(xié)議、輸出信號和采集策略等編寫一套橋梁撓度數(shù)據(jù)采集與處理程序,這樣,所設(shè)計的系統(tǒng)便可實現(xiàn)橋梁撓度的自動測量。
連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)主要包括撓度傳感器、連通管道、大容積容器、安裝有數(shù)據(jù)采集與處理程序的計算機(jī)、通訊電纜和供電電纜等。將撓度傳感器、連通管道、大容積容器連接在一起形成連通管系統(tǒng);將撓度傳感器通過供電電纜和通訊電纜分別接入供電設(shè)備和計算機(jī)通訊端口,便形成了連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)的硬件框架,圖3所示是連通管法撓度測量系統(tǒng)硬件組成框圖。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/159396.htm

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2.2 連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)的注意事項
連通管法測量橋梁撓度的幾大難點(diǎn):
(1)連通管中存在氣泡或氣柱會使液位與實際不符;
(2)液體中含有雜質(zhì)可能阻塞或堵塞連通管道;
(3)通訊線纜過長,信號會受到環(huán)境干擾;
(4)連通管中的液體在環(huán)境溫度降到其凝固點(diǎn)后會發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象;
(5)對于長期在線監(jiān)測工程,該方法還有另一個難點(diǎn),即連通管中液體揮發(fā)過多會導(dǎo)致?lián)隙葌鞲衅鹘佑|不到液體,測得的數(shù)據(jù)降為零,與實際不符。
為了克服以上難點(diǎn),在實際工程項目中,宜按以下方法開展工作:
(1)選擇通訊協(xié)議為RS485制式的撓度傳感器,通訊線纜選擇全銅材質(zhì)的雙芯屏蔽電纜,以便可以長距離傳輸信號,且基本不受環(huán)境干擾;
(2)大容積容器可選擇不銹鋼材質(zhì),連通管道選用PPR管,安裝在連通管道中的閥門選擇全銅球閥,注入連通管的液體選用加防腐劑的純凈水,以便有效防止液體變質(zhì),避免管道阻塞;
(3)近撓度傳感器端的連通管支管選用透明軟管,以便于撓度傳感器的安裝更換和連通管加水或排氣時的液位監(jiān)視;
(4)撓度傳感器須安裝在容器總高度的1/3~2/3范圍,并基本保持在同一水平線上,要避免部分撓度傳感器超量程或數(shù)據(jù)為零;
(5)設(shè)置連通管缺水報警裝置或者自動補(bǔ)水管路,避免水位下降而無法進(jìn)行撓度測量。

3 連通管法橋梁撓度測量應(yīng)用案例
重慶石板坡長江大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)撓度子系統(tǒng)于2006年就將連通管原理測量撓度的方法應(yīng)用在實際工程項目中,并正常運(yùn)行至今,效果顯著。該橋為大跨徑連續(xù)剛構(gòu)鋼混梁結(jié)構(gòu),長1 103.5 m,寬19 m,單向四車道,主跨330 m,為當(dāng)時世界第一跨徑鋼混結(jié)合梁橋。
該系統(tǒng)在大橋主梁的13個截面共布置了26個撓度測量點(diǎn)(含4個基準(zhǔn)點(diǎn)),圖4所示是重慶石板坡長江大橋撓度測點(diǎn)布置圖。

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2010年底,重慶勘查院對該橋?qū)嵤┝藫隙确鈽驕y量,測點(diǎn)與圖4相同。該橋上游側(cè)13個測量點(diǎn)的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工測量數(shù)據(jù)與理論值的分析對比結(jié)果如圖5所示。

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圖5所示的對比結(jié)果表明,本自動監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工測量數(shù)據(jù)與理論值的相對誤差均不超過5%。

4 結(jié)語
橋梁撓度在線實時監(jiān)測是橋梁健康監(jiān)測的重要組成部分,基于連通管原理的橋梁撓度測量方法是一種簡單有效的方法。采用RS485通訊技術(shù)的撓度傳感器,能實現(xiàn)撓度數(shù)據(jù)的精確測量和遠(yuǎn)距離傳輸,滿足各類大中型橋梁健康監(jiān)測的監(jiān)測需要。在重慶石板坡長江大橋的應(yīng)用結(jié)果表明,基于連通管原理的橋梁撓度自動監(jiān)測系統(tǒng)測試效果良好、性能穩(wěn)定可靠,能有效應(yīng)用于橋梁撓度的長期實時自動監(jiān)測。


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