基于連通管原理的橋梁撓度自動測量方法
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2 連通管測量原理在橋梁撓度測量中的應用
2．1 連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)建設
將連通管測量原理應用在橋梁撓度測量中，程序員可以根據(jù)選用撓度傳感器的通訊協(xié)議、輸出信號和采集策略等編寫一套橋梁撓度數(shù)據(jù)采集與處理程序，這樣，所設計的系統(tǒng)便可實現(xiàn)橋梁撓度的自動測量。
連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)主要包括撓度傳感器、連通管道、大容積容器、安裝有數(shù)據(jù)采集與處理程序的計算機、通訊電纜和供電電纜等。將撓度傳感器、連通管道、大容積容器連接在一起形成連通管系統(tǒng)；將撓度傳感器通過供電電纜和通訊電纜分別接入供電設備和計算機通訊端口，便形成了連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)的硬件框架，圖3所示是連通管法撓度測量系統(tǒng)硬件組成框圖。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159396.htm
2．2 連通管法橋梁撓度測量系統(tǒng)的注意事項
連通管法測量橋梁撓度的幾大難點：
(1)連通管中存在氣泡或氣柱會使液位與實際不符；
(2)液體中含有雜質(zhì)可能阻塞或堵塞連通管道；
(3)通訊線纜過長，信號會受到環(huán)境干擾；
(4)連通管中的液體在環(huán)境溫度降到其凝固點后會發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象；
(5)對于長期在線監(jiān)測工程，該方法還有另一個難點，即連通管中液體揮發(fā)過多會導致?lián)隙葌鞲衅鹘佑|不到液體，測得的數(shù)據(jù)降為零，與實際不符。
為了克服以上難點，在實際工程項目中，宜按以下方法開展工作：
(1)選擇通訊協(xié)議為RS485制式的撓度傳感器，通訊線纜選擇全銅材質(zhì)的雙芯屏蔽電纜，以便可以長距離傳輸信號，且基本不受環(huán)境干擾；
(2)大容積容器可選擇不銹鋼材質(zhì)，連通管道選用PPR管，安裝在連通管道中的閥門選擇全銅球閥，注入連通管的液體選用加防腐劑的純凈水，以便有效防止液體變質(zhì)，避免管道阻塞；
(3)近撓度傳感器端的連通管支管選用透明軟管，以便于撓度傳感器的安裝更換和連通管加水或排氣時的液位監(jiān)視；
(4)撓度傳感器須安裝在容器總高度的1／3～2／3范圍，并基本保持在同一水平線上，要避免部分撓度傳感器超量程或數(shù)據(jù)為零；
(5)設置連通管缺水報警裝置或者自動補水管路，避免水位下降而無法進行撓度測量。
3 連通管法橋梁撓度測量應用案例
重慶石板坡長江大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)撓度子系統(tǒng)于2006年就將連通管原理測量撓度的方法應用在實際工程項目中，并正常運行至今，效果顯著。該橋為大跨徑連續(xù)剛構(gòu)鋼混梁結(jié)構(gòu)，長1 103．5 m，寬19 m，單向四車道，主跨330 m，為當時世界第一跨徑鋼混結(jié)合梁橋。
該系統(tǒng)在大橋主梁的13個截面共布置了26個撓度測量點(含4個基準點)，圖4所示是重慶石板坡長江大橋撓度測點布置圖。
2010年底，重慶勘查院對該橋?qū)嵤┝藫隙确鈽驕y量，測點與圖4相同。該橋上游側(cè)13個測量點的自動監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工測量數(shù)據(jù)與理論值的分析對比結(jié)果如圖5所示。
圖5所示的對比結(jié)果表明，本自動監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工測量數(shù)據(jù)與理論值的相對誤差均不超過5％。
4 結(jié)語
橋梁撓度在線實時監(jiān)測是橋梁健康監(jiān)測的重要組成部分，基于連通管原理的橋梁撓度測量方法是一種簡單有效的方法。采用RS485通訊技術(shù)的撓度傳感器，能實現(xiàn)撓度數(shù)據(jù)的精確測量和遠距離傳輸，滿足各類大中型橋梁健康監(jiān)測的監(jiān)測需要。在重慶石板坡長江大橋的應用結(jié)果表明，基于連通管原理的橋梁撓度自動監(jiān)測系統(tǒng)測試效果良好、性能穩(wěn)定可靠，能有效應用于橋梁撓度的長期實時自動監(jiān)測。
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