[发明专利]一种集中同步测试的桥梁挠度测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁成桥荷载试验及桥梁定期检测时挠度的测试装置及方法，适用于任意桥跨长度的多个测点挠度数据的集中同步测试，属于桥梁检测技术领域，具体地说是涉及桥梁检测过程中，基于桥梁检测车等集中同步测试模式下的一种高精度、高效率的桥梁挠度测试装置及方法。

技术背景

在桥梁检测过程中，各种采集设备遍布桥梁各个位置，设备调试、安装较困难，工作效率低下，因此，随着桥梁静、动载传感、传输及测试技术的飞速发展，基于桥梁检测车等集中同步测试模式下的快速桥梁检测方法是桥梁检测发展的必然趋势。桥梁挠度作为一种重要的评判参数，对检验和评价桥梁结构的真实受力特性具有重要的理论价值；因此，桥梁检测过程中，高精度及高效率的桥梁挠度测试显得至关重要。在现有桥梁检测过程中，桥梁挠度测试一般采取如下方法：1、采用采用水准仪等光学测量仪器测量桥梁挠度，虽然操作简便，但测量精度较低，尤其桥梁检测常在夜间进行，其测量结果受人为影响干扰较大，误差较大，而且当桥梁纵坡较大时，需转点操作，工作效率非常低。2、采用百分表、千分表等位移计测试桥梁挠度，虽精度较高，但固定底座安装不便，且数据采集较为困难，工作效率略低。3、运用光电图像原理，通过采集的图像信号，采用数据处理方法，得出桥梁的挠度值，如专利号为ZL200610095083.2、授权公告号为CN100395515C、名称为“张力线视频挠度测量装置及方法”的发明专利，以及申请号为200710103777.0、公开号为CN101055218、名称为“桥梁挠度和位移的监测装置及监测方法”的发明专利申请，其工作原理复杂，图像数据采集受视距、光线等特定条件的限制，数据处理困难，而且成本较高，尤其在夜间测试时，实际可操作性差。4、基于连通器原理，根据开放式连通管内的液面的变化直接测量桥梁挠度，当桥梁纵坡较大时，通常在每两个测点之间分别连一根连通管，此方法原理简单，但实际测试效果表明：由于液体与管壁之间的粘滞阻力及水与管壁之间的毛细作用，导致测试精度不高，卸载后，回零读数也存在较大误差，同时，由于液体表面张力作用，液面呈非水平面状，其读数也存在较大误差。5、基于连通器原理，直接将挠度转化为管内液体的压力，采用压力变送器将压力变化换成挠度的改变，如专利号为200310108447.2、授权公告号为CN100385201C、名称为“大跨径桥梁挠度监测方法”的发明专利，其方法理论上具有可行性，并且其仅在长期的桥梁监控中具有一定的实用价值，而在桥梁检测过程中其成本较高，在不封闭交通的情况下，装置现场安装困难。6、基于连通器原理，采用微压差计，将桥梁挠度的改变转化为测点端部气压的相对差值，此方法相对于传统的挠度测试方法而言，测试过程中的效率有较大提高，但是测试前需在测点位置逐个安放带微压差计的配套仪器，测试完成后逐个回收仪器，操作不便，此方法不适应于未来桥梁快速测试的发展趋势。因此，现有桥梁挠度测试装置及方法存在如下缺陷：1、光学仪器测试精度低，误差较大，无法真实评判桥梁结构的受力特性；2、千分表等测试装置安装复杂，数据采集困难，工作效率低下；3、光电原理等工作机理复杂，前期数据计算困难，计算成本及经济成本较高。4、压差式桥梁挠度测试技术前期准备工作及测试完毕后的仪器回收工作效率低下，尤其在未来快速桥梁检测技术发展趋势下，此方法有一定的局限性，无法适用于大桥快速桥检技术的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于桥梁检测车等集中同步测试模式下的高精度、高效率的桥梁挠度测试装置及方法，克服了现有技术中各种挠度测试装置及方法的不足，在每两个测点之间仅需连接单支液体连通管，连通管两端分别连接液柱调节器、气柱调节器，并采用较细的传压气管连接各测点位置的气柱调节器与集中采集站点处的液体连通容器；通过在测点端部密闭小段气体，将液、气耦合压差的改变转变为桥梁挠度的变化，即当某测点位置产生挠度变形时，通过传压气管的传递作用，可将该测点相应的连通管两端液面的液压差转化为集中采集站点处液体连通容器端部密闭气体的气压差，据此推算出两测点间相对挠度值的大小。本发明测试装置及方法可使得各个测点的测试仪器“集中化”，实现基于桥检车等集中同步测试模式下的桥梁挠度测试，符合未来桥梁快速测试的发展趋势。

本发明的技术方案是这样实现的：