一種懸掛主纜測量橋梁撓度的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于道路橋梁領域，涉及橋梁撓度的測量，具體涉及一種懸掛主纜測量橋 梁撓度的方法。
【背景技術】
[0002] 橋梁撓度對橋梁結構而言是一個非常重要的數據，它直接反映橋梁結構的豎向整 體剛度，判斷橋梁的薄弱部位及結構的整體性，在橋梁檢定、危橋改造和新橋驗收等方面都 需要準確測量橋梁的靜、動態撓度值。目前，國內外的橋梁撓度測量方法有很多，主要分為 兩大類，即全人工測量法和自動測量法；其中全人工測量法包括機械式測量法和光學儀器 測量法，機械式測量又分百分百測量法和懸垂法，光學儀器測量法包括水準儀測量法和全 站儀測量法；自動測量法包括：傾角儀測量法、加速度計法、CCD圖像法、PSD激光測量法、 GPS法。
[0003] (A)水準儀法測量法：水準儀測量法原理簡單，只需要將加載前后的數值相減即 可。該方法測量精度高，結果可靠。缺點是：不能實現動態連續觀測，需要良好視野，對大跨 徑橋梁撓度測需要多次轉點，測量費時。
[0004] (B)全站儀測量法：全站儀撓度測量的基本原理是三角高程測量，全站儀測量法 準備工作簡單，操作方便。其缺點是不能實現各測點的連續觀測，對地形、天氣等觀測條件 要求較高。
[0005] (C)傾角測量法：該法測量各節點處的傾角，通過積分可得橋梁梁部結構的撓度 曲線。現在用傾角儀來測靜載下的撓度不成問題，而要用傾角儀進行動態撓度測試，則對 各傾角儀之間的相位差、傾角儀的瞬態反應、傾角儀零漂等的要求較高，此法在國內應用很 少。
[0006] (D)加速度計法：盡管高精度加速度計所測量的加速度觀測值經過二次積分后能 夠得到橫向和垂向的位移向量，但由于加速度計對橋體低頻震蕩不敏感，所以通過這種方 法得到的位移量是不完整、不連續的。加速度傳感器對于低頻靜態位移鑒別效果差，為獲得 位移必須對它進行兩次積分，精度不高，也無法實時。而大型懸索橋的頻率一般都較低。
[0007] (E) (XD圖像法：C⑶圖像法是用(XD光電耦合器件測量橋梁撓度，該法結合了遠距 離成像技術，是一種遠距離非接觸式測量方法。但該設備價格昂貴，易受環境條件影響。
[0008] (F)PSD激光測量法：位置敏感傳感器（PSD)是利用橫向光電效應來實現光點位置 探測的光電器件。該法需要安裝激光發射裝置，費用較高。
[0009] (G)現有技術中公開了一種中小跨徑橋梁撓度測量裝置：該方法通過在待測橋梁 上方架設剛性導梁，在導梁安裝機電百分表，通過機電百分表測量橋梁撓度。該方法的不 足：①只能獲得兩根邊梁數據，無法獲得數量更多的中梁撓度，不能全面反映橋梁性能。② 剛性導梁不便于攜帶與架設。③由于運輸長度有限，此方法無法用于檢測大、中型跨度的橋 梁撓度。
[0010] 顯然，目前沒有一種監測手段能夠同時滿足必需的準確性、實時性、同步性、便捷 性、廉價性及自動化等多方面要求。
【發明內容】
[0011] 針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種懸掛主纜測量橋梁撓度 的方法，不僅適用于中小跨徑，也適用于大跨徑橋梁，解決現有技術中橋梁撓度測量過程中 精準性、可靠性和便捷性難以兼顧的問題。
[0012] 為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：
[0013]一種懸掛主纜測量橋梁撓度的方法，該方法在橋梁跨度之外的橋梁防撞護欄的上 方架設主纜，在主纜上倒掛有多個千分表，每個千分表的測頭與橋跨范圍內的橋梁防撞護 欄接觸；
[0014]主纜上還懸掛有橫橋向水平放置在橋梁底面下方的橫梁，橫梁上安裝有多個千分 表，每個千分表的測頭頂在橋梁的梁底面；
[0015]橫梁上安裝的多個千分表所在的平面與主纜上倒掛的多個千分表所在的平面垂 直，使得橋梁上的檢測點呈網狀分布；
[0016]試驗加載車通過橋梁的橋面，通過千分表獲得的數據來得到橋梁的撓度，配合數 據采集儀自動采集撓度。
[0017]本發明還具有如下區別技術特征：
[0018]優選的，所述的橫梁為三個，分別設置在橋梁的橋底面下方的1/4跨位置、跨中位 置和3/4跨位置。
[0019]進一步地，所述的主纜上懸掛有多個配重塊，每個配重塊下焊接有限位板，限位板 下安裝有一個千分表，其測頭與橋梁護欄接觸。
[0020] 更進一步地，所述的限位板上設置有限位孔，橋梁防撞護欄上固定安裝有限位導 桿，限位導桿穿過限位孔，使得配重塊與限位板不受水平擾動。
[0021] 優選的，所述的橫梁端部開有限位孔，限位導桿穿過橫梁上的限位孔，使得橫梁不 受水平擾動。
[0022] 具體的，該方法具體包括以下步驟：
[0023]步驟一，在測量橋梁撓度前，將膨脹螺栓打入橋跨范圍外的防撞墻上預先定好的 位置，在膨脹螺栓上安裝滑動軌道，滑動軌道上安裝立柱，立柱與滑動軌道通過鎖緊螺母鎖 定，立柱頂端安裝定滑輪；
[0024]步驟二，主纜使用鋼絲繩，通過立柱頂端定滑輪轉向，邊跨的主纜通過鋼絲繩拉緊 器與膨脹螺栓連接，主纜用不銹鋼卡頭鎖緊，不銹鋼卡頭內襯絕緣橡膠墊；通過調整立柱在 滑動軌道上的位置，使主纜張緊，并用銷釘固定。
[0025]步驟三，橋梁測點處的主纜上的不銹鋼卡頭下方懸掛配重塊，配重塊與不銹鋼卡 頭間用鋼絲繩連接，配重塊下方焊接有限位板，限位板下安裝有表架，表架上固定有千分 表，千分表測頭朝下與橋梁防撞護欄接觸；
[0026]步驟四，限位板四角開有限位孔，限位導桿穿過限位孔，使得限位板不受水平擾 動；
[0027]步驟五，限位板下還焊接有吊環，用于懸掛橋梁下方的橫梁；橫梁上焊有吊環，橫 梁上的吊環與限位板上的吊環通過鋼絲繩連接，鋼絲繩連接兩端吊環時穿過限位環，以避 免鋼絲繩與橋梁產生摩擦；
[0028]橫梁端部開有限位孔，限位導桿穿過橫梁上的限位孔，使得限位板不受水平擾動； 橫梁上安裝有表架，表架上安裝千分表，千分表測頭頂在橋梁的梁底面上，使得橋梁上的檢 測點呈網狀分布；
[0029]橫梁為三個，分別設置在橋梁的橋底面下方的1/4跨位置、跨中位置和3/4跨位 置；
[0030]試驗加載車通過橋梁的橋面，通過千分表獲得的數據來得到橋梁的撓度。
[0031]本發明與現有技術相比，具有如下技術效果：
[0032]本發明的橋梁撓度測量方法通過主纜懸掛千分表的方式進行測量，設備體積小， 攜帶與安裝便捷，同時不影響正常交通運營；測量精度高（〇. 001mm)，既能用于短期的荷載 試驗，用能適用于長期的健康監測。
[0033]梁底橫梁上的測點能夠遍及所有主梁，與護欄上的測點形成測點網，保證了測量 的全面性，使得測量的結果全部反映橋梁性能。
[0034]限位板和橫梁上的限位孔和限位導桿裝置，有效避免了橫橋向和順橋向的水平干 擾，保證了測量過程中千分表的穩定性，使得測量系統性能穩定，測量結果可靠。這一優點 使得本發明能夠克服風雨等不利天氣影響，特別適合越溝谷及江河的大中型橋梁測試。
[0035]本發明千分表基準面的支撐平臺是主纜，由于纜索攜帶方便、跨越能力強等特點， 使得本方法非常適合大中型橋梁的野外撓度測試，同樣適用于小跨徑橋梁。
[0036]本發明的裝置結構簡單，重量輕，易于操作且測試數據精確，性能穩定可靠，可適 用于大中型橋梁垂直撓度測量，克服了不利天氣狀況及地形條件對橋梁垂直撓度測量的不 利限制。
[0037]綜上所述，發明結構設計合理、安裝布設及操作簡單、撓度測試準確，投入成本低， 能有效解決傳統撓度測試系統存在的費時耗力、需進行高空作業、系統穩定性差、安裝拆除 費時、撓度測試數據精度難以保證等問題。
【附圖說明】
[0038] 圖1是本發明的安裝圖。
[0039] 圖2是本發明的使用狀態圖。
[0040] 圖3是圖2的俯視圖。
[0041] 圖4是圖2的A處放大圖。
[0042] 圖5是圖2的B處放大圖。
[0043] 圖6是圖2的C處放大圖。
[0044] 圖7是圖2的C處主視圖放大圖。
[0045] 圖8為跨中截面撓度測點圖。
[0046]圖中各個標號的含義為：1-地基，2-膨脹螺栓，3-鎖緊螺母，4-防撞墻，5-滑動 軌道，6_立柱，7_定滑輪，8_主纜，9_粧基，10-橋臺，11-伸縮縫，12-鋼絲繩，13-配重塊， 14-橋梁防撞護欄，15-橋梁，16-絕緣橡膠墊，17-不銹鋼卡頭，18-限位孔，19-鋼絲繩拉緊 器，20-限位板，21-吊環，22-限位導桿，23-限位環，24-限位桿夾板，25-橫梁，26-表架， 27-千分表。
[0047] 以下結合附圖對本發明的具體內容作進一步詳細解釋說明。
【具體實