桥梁挠度自动测量方法研究综述.pdf

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２０１７年５月桥梁挠度自动测量方法研究综述梁天霄（郑州大学水利与环境学院，河南郑州４５０００１）［摘要］桥梁挠度的自动测量法主要有连通管、倾角仪、激光图像、光电成像以及机器人式等。在测量时，要根据客观与主观上的不同条件慎重选择，力争测出精确数据，并对挠度做出准确判断。［关键词］桥梁挠度；自动测量；综述文章编号：２０９５－４０８５（２０１７）０５－００３６－０２目前，桥梁挠度的人工测量法主要有百分表测量法、精密水准仪测量法和全站式测量法等。但人２倾角仪测量法工测量法耗时长、效率低，且有不少现场的局限性。倾角仪测量法的原理是利用倾角仪测得桥梁变随着测量技术的发展，出现了不少自动测量技术，本形时几个截面的的倾角，用数值积分的方法求得桥文将对这些测量技术的原理、操作注意事项及应用梁上任意一点的挠度值。这是由于桥梁的挠度、截情况等进行综述。面转角和中面曲率，都是微分和积分的关系，即梁挠曲函数的一阶导数就是梁截面的转角函数；二阶导１连通管测量法数就是梁中面的曲率函数。中面曲率函数的一次积这种测量方法是利用连通管原理，在桥梁的基分就是截面转角函数；截面转角函数的一次积分就准点和各测量点处安装好连通管，根据连通管内液是梁挠度函数。当我们用倾角仪测出梁上若干指定面高度的变化以获得桥梁挠度的变化。桥梁的梁体点的转角值时，就可以画出截面转角沿梁长的近似在荷载物的作用下发生变形时，固定在梁体上的水分布图，或称之为近似的截面转角函数图，因为对转管会随之移动。此时，各竖直水管内的液面将与基角函数的一次积分就是梁挠度函数，求出自起始点准点处的液面保持在同一水平面，因而各测点处的至梁上某点截面转角分布图的面积，就是该点的挠竖直水管中的液面会发生大小不等的相对移动。根度值［２］。倾角仪测量挠度精确度较高，不需要静止据测得的这些液面的相对位移量，即可计算出被测的参考点，在对跨河桥、跨海桥、跨峡谷桥以及高桥点的挠度值。进行测量时，需要基准点处放一个大的测量中，它能够进行多点测量，显示出很强的工程容积容器，再将各连通管接入，并在基准点和各测量实用价值和广阔的应用前景。点安装挠度传感器。通过计算基准点和测量点挠度传感器的数据差，即可计算出测量点的挠度值。连３激光图像测量法通管法，曾在２００４年检测过岳阳洞庭湖大桥。其优激光图像测量法是将激光测量法与成像式测量点是可靠、易行。由于这种测量系统是全封闭结构，法结合来进行测量的一种新型挠度测量法。该系统可以避免灰尘、湿度和雾天对测量造成的影响，可以主要由激光器、摄像机、图像采集卡、接收屏以及计长期使用。但需要注意以下情况：（１）连通管中不能存在气泡，否则挠度值会不准；（２）连通管中的液算机组成。测量时，摄像机置于接收屏正后方不远体不能有杂质，因杂质会造成通管道阻塞；（３）在环境处，从激光器发出的准直激光束照射在远处固定的温度降到凝固点后，连通管中的液体会发生冻结现半透射接收屏上形成一个圆形光斑。操作人员对于象，因而无法测量出数据；（４）如果连通管中液体挥发从摄像机输出的模拟视频信号采集后进行处理，得过多，挠度传感器就接触不到液体，数值为零［１］。到接收屏上光斑中心的坐标位置。被测结构在外界环境影响下沿Ｙ方向发生了挠度ΔＹ，由于激光器固定在被测结构上，因而激光器也会随之发生位移，使得投射在接收屏上的激光光斑，也发生相同的位移作者简介：梁道天路霄桥（梁１与９９７渡—河）工，女程，。汉，河南南阳人。研究方向：量ΔＹ。通过计算机采集处理挠度变化前后两次的基金项目：河南省交通运输厅科技攻关项目（２０１３－２－１２）。图片，比较容易计算出光斑在接收屏上中心位置的·３６· 变化量，经比较能直观反映出桥梁被测点的挠情况下，应尽量布置在桥垮以外桥墩对应位置的桥度［３］。新型激光图像挠度测量方法，用激光器作为面上，可以避免桥梁大幅震动对仪器电子器产生干位移信息载体，代替成像式测量法的光靶，可以进行扰。在加载之前，观测后视点Ａ的标尺读数为ｈａ，远距离测量。既可以保留成像法的优点，又可以克目标点Ｂ的标尺读数ｈｂ１；加载之后，再观测后视点服物距过远所导致的测量精度下降问题。在能够确Ａ的标尺读数ｈａ２，目标Ｂ点的标尺读数ｈｂ２，则目标保较高测量精度的情况下，可以实现大范围挠度测点的挠度值公式为：［５］量。该系统尤其适于大型刚构密封梁体的多测点挠ｆ＝（ｈａ２－ｈｂ２）－（ｈａ１－ｈｂ１）。度测量，有较高的应用价值与发展前景。在具体操作时需要注意以下几方面：（１）测量机器人适且于跨径大、纵坡大的桥梁，其观测速度较４光电成像测量法高，精准度也较为可靠。（２）为了提高观测的精确度，桥梁挠度光电成像测量系统，由发光靶标和光可以对同一目标进行重复观测。目前，湖南大学已采电数字摄像机两部分组成，测量时要把发光靶标固用这种测量法对１００多座桥梁的挠度进行了测试，它定在桥梁的待测部位，光电数字摄像机则要固定在正在桥梁挠度测量中发挥着越来越重要的作用。桥墩上。发光靶标的图像会显示在光电数字摄像机成像系统的光敏面上。在载荷作用下，桥梁会发生６结语位移时，发光靶标会随着桥梁的移动而产生位移，这随着测量科学技术的发展，连通管、倾角仪、激就导致发光靶标在摄像机像面上所成像点的位置相光图像、光电成像以及机器人式等自动测量适用得应发生变化。据此，可计算出桥梁实际的挠度。为越来越广，但它们各有不同的操作规范与适用范围。了使桥梁挠度监测数据更为精确，当地面亮度低时，在具体操作时，要根据客观与主观的不同条件慎重可以使用发光靶标；当地面光亮度较高时，则可以用选择，发挥主、客观优势，力争测出精确数据，并对挠反射靶标来代替发光靶标。这样就使系统更加完度做出准确判断。善，可以对桥梁的挠度进行长期、在线监测［４］。参考文献：５机器人测量法［１］殷春林．基于连通管原理的桥梁挠度自动测量方法［Ｊ］．测量机器人是将光电测距系统、伺服马达驱动物联网技术，２０１３，（０２）：３１．系统、电子测角系统、影像传感器和自动目标识别机［２］王素娟．倾角仪测量桥梁挠度方法研究［Ｊ］．陕西建筑，等整合于一体，它能够进行自动搜索并锁定目标，自２０１５，（１０）：１９６．动将获取的角度、距离、坐标及影像等信息资料记录［３］董辉．一种激光图像挠度测量方法［Ｊ］．传感器研究，下来。操作时，先在桥上安装目标棱镜，然后利用机２００４，（１０）：６４．［４］鲁进．光电成像挠度测量系统的照度和对比度分析［Ｊ］．器人测量出合作目标的几何信息，然后计算出桥梁重庆：重庆大学学报（自然科学版），２００４，（１２）：３０．的挠度值。使用机器人观测挠度时，仪器应尽量安［５］余加勇．大跨径桥梁挠度测量新方法研究［Ｊ］．长沙：湖置在靠近目标点的位置。后视点要布设在稳定的位南大学学报，２００７，（１０）：３２．置上，这样可以让检核仪器保持稳定。在条件允许櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆工信部、国开行支持开展水泥窑协同处置生活垃圾等固体废物项目建设工业和信息化部、国家开发银行用大气、水、涉重金属重点工业行业清洁单位（含中央企业）向项目所在地省级２０１７年４月２４日下发工信厅联节函生产技术推行方案、挥发性有机物削减（含计划单列市，下同）工信部主管部门［２０１７］２３４号通知将联合开展２０１７年行动计划和路线图中的技术进行清洁生提出项目申请。工信部会同国家开发银工业节能与绿色发展重点信贷项目推荐产技术改造。支持企业开展绿色设计、行组织行业专家对申报项目进行审核，确定《推荐目录》。国家开发银行根据工作。支持企业、节能服务公司、节能环支持企业实施大宗工业固废综合利用项《推荐目录》，独立审贷，为满足授信条件保装备企业单独或以联合体的形式，实目和再生资源回收利用项目。其中支持的项目提供差异化的融资支持，贷款期施节能与绿色化改造项目、支持重点用开展水泥窑协同处置生活垃圾等固体废限一般为５－１０年。能企业建设能源管控中心、支持企业采物项目建设。要求按照自愿原则，申请（来源：数字水泥网）·３７·