一种桥梁应变和变形的测量方法技术

本发明专利技术涉及桥梁工程技术领域，特别涉及一种桥梁应变和变形的测量方法，包括应力测量、线性测量、温度测量、墩梁测量和梁轨测量，所述应力测量和温度测量为在桥梁上布设应力后使用测量仪器分别对应力和温度进行测量，所述线性测量为布设测点进行测量后参照初始测量值得出二者之间的线性关系，从而得出线性值，所述墩梁测量和梁轨测量为使用位移测量仪器分别对墩梁相对位移和梁轨相对位移进行测量。该方法通过合理布设测点，有效的测量过程，为发现桥梁的应变发展规律做好了充分准备，同时准确地测量了桥梁的变形量及挠度值，根据对测量结果的分析和应用，解决了桥梁的安全性和舒适性的问题。

A method for measuring the strain and deformation of bridges

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁应变和变形的测量方法
本专利技术涉及桥梁工程
，特别涉及一种桥梁应变和变形的测量方法。
技术介绍
近年来，随着我国基础设施建设的迅猛发展，我国已建成了一大批大跨度桥梁。经研究发现，桥梁在其成桥后若干年后，桥梁跨中下挠仍不断增加，超过了设计时的预期值，严重影响了行车的舒适性，对桥梁结构也产生了不利的影响，包括降低了桥梁结构的耐久性，甚至导致桥梁结构破坏，导致大桥持续下挠的一个重要原因是收缩徐变造成的。为了解决桥梁因应变和变形而产生对桥梁安全性和舒适性影响的问题，必须对桥梁的应变和变形有比较清楚的认识，可以通过实验室模型试验的方式对桥梁的应变和变形进行分析研究，但是，由于桥梁实际应用中所处的自然环境与实验室条件具有较大的出入，实验室研究存在较大的片面性。为了更好地了解桥梁的服役现状以及在服役过程中产生的应变和变形情况，必须对桥梁进行现场实测。但是，由于测量的技术方案不同，导致测量的结果也存在较大差异，测量的结果与实际情况不相符，就无法对测量数据进行后期分析，甚至在测量方法错误的情况下，可能会得出与实际情况相反的结论，这不仅浪费了测量过程中投入的人力、物力和财力，而且完全违背了测量的初衷，不能对桥梁的应变和变形进行有效的分析，当然就不能对桥梁产生的舒适性、结构性和耐久性问题进行有效解决和预防，所以如何进行科学或正确测量桥梁的应变和变形成为解决问题关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：桥梁在实际应用过程中会产生应变和变形，在对应变和变形进行现场测量的过程中，针对如何进行测量的问题，提供一种桥梁应变和变形的测量方法，该方法通过应力测量和线性测量，为较好地发现桥梁的应变发展规律做好充分准备，同时准确地测量了桥梁的变形量及挠度值，根据对测量结果的分析和应用，解决了桥梁的安全性和舒适性的问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种桥梁应变和变形的测量方法，包括应力测量、线性测量、温度测量、墩梁测量和梁轨测量；所述应力测量包括以下步骤：a1、在桥梁的边跨和中跨上确定多个断面布设应力测点，每个断面均布置多个应力测点，所述应力测点为布设于断面的箱梁内部和箱梁外部；a2、使用应力测量仪器进行测量；线性测量包括以下具体步骤：b1、在桥梁的边跨和中跨上确定多个断面布设挠度测点，所述挠度测点布设于桥梁断面的箱梁外侧；b2、确定测量的水准基点，使用线性测量仪器在特定测量时间进行测量；b3、根据线性测量值，参照桥梁建成时的初始测量值，得出线性测量值与初始测量值之间的线性关系；b4、根据线性关系得出线性值；所述温度测量包括以下方面：c1、在桥梁的边跨和中跨确定多个断面布设温度测点，所述温度测点布设于断面箱梁的箱梁顶上表面和下表面；c2、采用智能数字化温度传感器对步骤c1中确定的温度测点的温度进行测量；所述墩梁测量为在桥梁两端设置通用位移计对墩梁相对位移进行测量；所述梁轨测量为在桥梁上确定多个用于布设梁轨位移测点的断面，在梁轨位移测点位置使用悬臂铁架固定于桥面上，使用通用位移测量计测量轨道相对于悬臂铁架的变形量。通过上述方式，对桥梁进行应力测量和线性测量，得出桥梁的应变量和变形量，从而实现对桥梁的应变和变形进行分析。通过应力测量，根据应力和应变的关系式σc＝Ecεc，式中Ec为混凝土材料的弹性模量，σc为混凝土结构所受应力，εc为混凝土结构产生的应变，根据该关系式可以得到桥梁结构的应变值；桥梁构件在荷载作用下发生位移，位移的最大值即为下挠度，通过线性测量，可以测得桥梁在各个断面的下挠度，该下挠度就是桥梁在受到荷载的作用下发生的变形。通过对桥梁进行应力和变形方面的测量，根据测量的数值发现桥梁的应变发展规律，从而为解决桥梁的安全性和舒适性问题提供数据基础。通过对桥梁的应力测量和线性测量，可以得到桥梁的应变值和变形值，该应变值和变形值为桥梁在长期使用过程中发生的收缩徐变，有效应用于桥梁的收缩徐变预测模型，对收缩徐变预测模型进行修正。由于桥梁在长期使用过程中会发生收缩徐变，从而对桥梁的耐久性形成制约，同时也会对桥梁的结构性造成破坏，为了预防这种问题，需要在建设桥梁时对桥梁以后发生的收缩徐变量进行有效预测并控制，然而桥梁的收缩徐变预测模型需要现实数据不断进行反复修正，该测量方法通过有效完成对桥梁应变和变形的测量，得到应变和变形的现实数据，从而应用于桥梁的收缩徐变预测模型修正过程中。通过对温度测量的方式，使桥梁混凝土内部应力得到修正，因影响混凝土箱梁应力测试的因素比较复杂，除荷载作用引起的弹性应力应变外，还与温度有关，目前国内外对混凝土内部应力测试一般是通过应变测量换算应力值，进行温度测量，通过应变关系对桥梁应变进行修正。由于普遍的温度测量采用的热敏电阻或点温计进行，其中热敏电阻需要进行严格的标定，标定的精度越高测试精度越高，理论精度应该可以控制在0.1℃。但在实际操作时，由于元件老化、导线电阻变化等原因，精度往往无法保证，使用智能数字化温度传感器DS1820，该传感器测量温度范围为-55℃-125℃，温差分辨率为0.0625。，由于采用数字信号传输，提高了系统的稳定性和抗干扰性，数据不会失真。桥梁为连续刚构桥时，跨中桥墩和主梁固结在一起，在桥梁两端设置通用位移计即可完成墩梁的相对位移测量，同时，由于梁轨距桥面距离为1.5m，直接采用位移计无法直接将梁轨连接至桥面，且根据铁路运营的相关规定，不允许将道砟掏空，使用悬臂铁架并将其固定在桥面上，由于悬臂铁架具有足够的刚度，故可将轨道相对铁架的变形等效成轨道相对于桥梁的变形。通过测量墩梁相对位移和梁轨相对位移，有效完善桥梁的应变和变形测量方法，使测量的结果具有更高的可靠性和准确性，保证用于分析桥梁的应变和变形问题的测量数据是可靠的，通过更加可靠的数据结果，排除可能存在的干扰，更加可靠有效地揭示桥梁的应变发展规律，为解决桥梁的安全性和舒适性问题提供保证。优选的，在步骤a1中，在桥梁的两端边跨上分别确定三个断面布设应力测点，在桥梁的中跨中间位置确定一个断面布设应力测点，每个断面上布置的应力测点对应相同。由于桥梁已处于通车状态，在保证测量结果对分析桥梁应变不会发生影响的前提下，在桥梁的两端边跨上确定更多的断面用于布设应力测点，确保在桥面上测量的安全。同时，在桥梁的中跨中间位置确定一个断面用于布设测点，保证在桥梁的各个位置均设置有测点用于测量桥梁的应力应变。优选的，在步骤a1中的应力测点布设于断面箱梁的箱梁顶上表面和底板的上表面上，箱梁的侧板内侧也布设有应力测点。根据应力的固有特性，将应力测点布设于断面箱梁的箱梁顶上表面和底板的上表面上更加合理准确。优选的，在步骤a1中的全部应力测点通过集线器将其连接在一起。通过集线器将全部应力测点连接在一起，使全部的应力测点集中起来，便于测量和读数。优选的，在步骤a2中的应力测量仪器为振弦式应变传感器。振弦式应变传感器的原理为：在一个密封的钢质圆筒(具有支架和防护作用)两端面中心，紧紧张拉一根细钢弦丝(其张拉程度与传感器的测量量程有关)，弦丝受到外电脉冲激励后可作微幅自由振动。利用频率检测仪测试出钢弦丝的自振频率，即可换算出钢弦丝所受的张力，再通过混凝土材料的弹性模量可得出应变，使用振弦式应变传感器可准确测量出桥梁应变值。优选的，在步骤b1中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁应变和变形的测量方法，其特征在于，包括应力测量、线性测量、温度测量、墩梁测量和梁轨测量；所述应力测量包括以下步骤：a1、在桥梁的边跨和中跨上确定多个断面布设应力测点，每个断面均布置多个应力测点，所述应力测点为布设于断面的箱梁内部和箱梁外部；a2、使用应力测量仪器进行测量；所述线性测量包括以下具体步骤：b1、在桥梁的边跨和中跨上确定多个断面布设挠度测点，所述挠度测点布设于桥梁断面的箱梁外侧；b2、确定测量的水准基点，使用线性测量仪器在特定测量时间进行测量；b3、根据线性测量值，参照桥梁建成时的初始测量值，得出线性测量值与初始测量值之间的线性关系；b4、根据线性关系得出线性值；所述温度测量包括以下方面：c1、在桥梁的边跨和中跨确定多个断面布设温度测点，所述温度测点布设于断面箱梁的箱梁顶上表面和下表面；c2、采用智能数字化温度传感器对步骤c1中确定的温度测点的温度进行测量；所述墩梁测量为在桥梁两端设置通用位移计对墩梁相对位移进行测量；所述梁轨测量为在桥梁上确定多个用于布设梁轨位移测点的断面，在梁轨位移测点位置使用悬臂铁架固定于桥面上，使用通用位移测量计测量轨道相对于悬臂铁架的变形量。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁应变和变形的测量方法，其特征在于，包括应力测量、线性测量、温度测量、墩梁测量和梁轨测量；所述应力测量包括以下步骤：a1、在桥梁的边跨和中跨上确定多个断面布设应力测点，每个断面均布置多个应力测点，所述应力测点为布设于断面的箱梁内部和箱梁外部；a2、使用应力测量仪器进行测量；所述线性测量包括以下具体步骤：b1、在桥梁的边跨和中跨上确定多个断面布设挠度测点，所述挠度测点布设于桥梁断面的箱梁外侧；b2、确定测量的水准基点，使用线性测量仪器在特定测量时间进行测量；b3、根据线性测量值，参照桥梁建成时的初始测量值，得出线性测量值与初始测量值之间的线性关系；b4、根据线性关系得出线性值；所述温度测量包括以下方面：c1、在桥梁的边跨和中跨确定多个断面布设温度测点，所述温度测点布设于断面箱梁的箱梁顶上表面和下表面；c2、采用智能数字化温度传感器对步骤c1中确定的温度测点的温度进行测量；所述墩梁测量为在桥梁两端设置通用位移计对墩梁相对位移进行测量；所述梁轨测量为在桥梁上确定多个用于布设梁轨位移测点的断面，在梁轨位移测点位置使用悬臂铁架固定于桥面上，使用通用位移测量计测量轨道相对于悬臂铁架的变形量。2.根据权利要求1所述的桥梁应变和变形的测量方法，其特征在于，步骤a1中，在桥梁的两端边跨上分别确定三个断面布设应力测点，在桥梁的中跨中间位置确定一个断面布设应力测点，每个断面上布置的应力测点对应相同。3.根据权利要求2所述的桥梁应变和变形的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思孝，陈天地，张亮亮，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51