桥梁动挠度测试方法及应用比较.pdf

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1、第6期（总第189期）No.6(SerialNo.189)2016年12月CHINAMUNICIPALENGINEERINGDec.2016DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2016.06.006桥梁动挠度测试方法及应用比较李小年，张香，彭崇梅(上海市政养护管理有限公司，上海201103)摘要：采用位移计、全站仪、微变形监测系统3种方法，在不中断交通情况下完成2座桥梁动挠度监测评估并进行比较。研究表明，位移计对中小跨径桥梁进行模态频率识别、冲击系数统计，需要搭设支架；全站仪可满足一般大跨度桥梁的测试要求，但其采样频率受程序限制

2、，只能单点监测；微变形监测系统可同时对多点进行连续、精确的监测，但对后期数据处理要求较高，仪器较为昂贵。实际桥梁检测时，考虑现场实际情况、挠度大小、经济比较选用仪器。关键词：桥梁；动挠度；位移计；全站仪；微变形监测中图分类号：U441文献标志码：A文章编号：1004-4655（2016）06-0016-04桥梁挠度是桥梁技术状况评价的重要内容，是分析，得出一些有益结论供参考。判定桥梁整体刚度和承载能力的重要参数。我国1位移计桥梁规范JTGD62—2004《公路钢筋混凝土及预目前市场上常用的位移计主要有激光位移应力混凝土桥涵设计规范》第6.5.3条规定

3、，考虑计、电阻式位移计等，两者安装条件和测量精度荷载长期效应影响，在消除结构自重产生长期挠均类似。如CD33-120漫反射型激光传感器的量度后梁式桥主梁的最大挠度处不应超过计算跨径程为±60mm，采样频率为500~2000Hz，线的1/600；CJJ99—2003《城市桥梁养护技术规范》性精度为±0.1%F.S.，非接触式安装，检测距离第5.9.18规定，斜拉桥主桥挠度每隔1a测4次，60~180mm；DH821-50电阻式位移计的总量程分别在春、夏、秋、冬时各测1次，每次测24h；为50mm，采样频率上限为100Hz，重复精度为JTG/TH21—2

4、011《公路桥梁技术状况评定标准》0.013mm，接触式安装。两者测量精度和采样频规定，当混凝土梁式桥最大挠度大于计算跨径的率均满足中小跨径桥梁位移监测需求，实际操作时1/1000时，跨中挠度类别标度≥3类，需要及时可综合考虑桥梁实际情况、挠度大小、经济比较来进行维修加固。可以看出，通过挠度测量来反映桥选用仪器，并设支架。梁的受力性能和健康状况是非常重要的。以下以电阻式位移计的测试实例，介绍此类位因此，如何在不中断交通的情况下进行低成本移计的测试方法和数据处理方法。且高效的挠度监测，并基于监测数据进行数据统1.1测试原理计、结构基频识别、冲击系数测定

5、等研究工作，及DH821-50位移计采用应变电桥原理，由直线时准确把握桥梁的实际承载能力，是桥梁界的一道位移的变化量，推动机械传动机构，使双触头在可难题。变电阻上产生一个相应的ΔR。为了测出微小变化本文针对不同种类桥梁，采取位移计、全站量，由位移传感器中特制的双线密绕无感电阻组成仪、微变形监测系统3种方法进行测试比较和数据外桥电阻，连接成应变电桥，从而实现位移变化量[1]转换成电量的目的[见式（1）]。收稿日期：2016-08-10（1）第一作者简介：李小年（1983—），男，工程师，博士，主要从事桥梁养护和检测管理工作。式中：ΔL为位移变化量，mm

6、；ε为应变量，16李小年，张香，彭崇梅：桥梁动挠度测试方法及应用比较2016年第6期-6×10；L为总量程，mm；ΔR为由位移变化量引在确保数据精度的前提下，对海量监测数据进起的电阻变化量，Ω；R为电桥桥臂电阻，Ω；K行处理分析与评估，得到频率、冲击系数等与桥梁[2-4]为位移计的灵敏系数，一般为2.00；S为输出灵敏承载能力密切相关的参数。用MATLAB编程，度，με/mm。采用小波分析将图3所示3号梁的实测挠度曲线进1.2工程实例行动、静挠度分离（见图4）。张泾河桥为S4高速上1座跨径22m的简支梁，上部结构形式为装配式空心板梁桥，设计荷载为汽车

7、-超20级，横向由11片空心板梁组成。为在不中断交通情况下完成该桥承载能力的评估，通过在跨中截面处搭设钢脚手架，利用带磁性表座的支架将电阻式位移计固定于梁底（见图1）。图43号梁动、静挠度分离对滤除静挠度的动态挠度进行频谱分析，得到如图5所示的频谱图。对比理论分析结果，动态挠度的频率成分主要为4.719Hz谐波，为桥梁实测基频值；第2个频谱峰值6.771Hz即为该桥的一阶扭转频率，与理论期望值均较吻合。图1梁底位移测点布置现场照片试验选择早、晚高峰等时段，基本涵盖白天全部时段，采集约10h的动挠度数据，采样频率为50Hz。利用小波分析方法，对实测数据

8、进行剔除温度效应、零飘、噪声等处理，得到部分时段的位移时程,结果如图2所示。图53号梁动态挠度部分频谱图通过