基于壓力參考法的橋梁撓度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及性能分析.pdf

1、隨著橋齡的增長(zhǎng),橋梁下?lián)蠁栴}不可避免,為了防止因過大幅度的下?lián)现率箻蛄航Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞,有必要對(duì)橋梁進(jìn)行長(zhǎng)期撓度監(jiān)測(cè)。鑒于橋梁撓度的重要性,國(guó)內(nèi)外研究了大量橋梁撓度測(cè)量方法,每一種撓度測(cè)量技術(shù)都有各自的特點(diǎn)及適用范圍。其中,基于連通管方式的撓度測(cè)量技術(shù)應(yīng)用最為廣泛,但是這些系統(tǒng)易受液體流動(dòng)特性、連通管材料及尺寸、液體密度、重力加速度等因素的影響,存在一定誤差。因此,本文首先綜述了國(guó)內(nèi)外橋梁撓度測(cè)量現(xiàn)狀,然后在已有連通管式撓度測(cè)量技術(shù)上提出一

2、種改進(jìn)的、半封閉式的、基于壓力參考法的橋梁撓度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要集中在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及測(cè)量原理上,基于雙基點(diǎn)標(biāo)定法進(jìn)行自標(biāo)定自適應(yīng)撓度測(cè)量,主要研究工作如下:
　　 (1)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的一般組成方案及改進(jìn)方案,介紹了系統(tǒng)測(cè)量原理及方法,理論分析了系統(tǒng)的特點(diǎn),闡述了可能的系統(tǒng)誤差及其修正方法。
　　 (2)完成了系統(tǒng)的各裝置組成部分和相應(yīng)的系統(tǒng)軟件開發(fā),介紹了壓力傳感器和DTU(Data Transfer Unit

3、)的功能參數(shù),研發(fā)了集中控制器,概述了各設(shè)備的工作流程,指出了各軟件模塊的主要功能。
　　 (3)設(shè)計(jì)并實(shí)施了一系列實(shí)驗(yàn)測(cè)試,分別介紹了測(cè)試目的、過程、結(jié)果及分析,對(duì)系統(tǒng)的性能(精度、穩(wěn)定性、可靠性)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并得出有效結(jié)論。
　　 (4)系統(tǒng)在云南保龍高速公路上的6座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋上進(jìn)行了工程實(shí)施。介紹了實(shí)際工程的設(shè)計(jì)方案,對(duì)部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了有效分析,驗(yàn)證了本系統(tǒng)的實(shí)用性能。
　　 (5)針對(duì)壓力

4、傳感器的系統(tǒng)誤差和粗大誤差,本文采用相對(duì)系統(tǒng)誤差的方法來修正測(cè)量結(jié)果,介紹了常見的粗大誤差判斷及處理方法。
　　 實(shí)驗(yàn)測(cè)試及工程應(yīng)用結(jié)果表明:壓力傳感器的測(cè)量精度可達(dá)0.0001KPa,本系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)橋梁短期或長(zhǎng)期的靜態(tài)撓度,其撓度計(jì)算精度可達(dá)到0.001cm,且具有一定的可靠性和穩(wěn)定性,結(jié)合適當(dāng)量程的壓力傳感器、集中控制器、DTU、太陽(yáng)能供電技術(shù)還可以對(duì)處于偏僻地區(qū)、地形復(fù)雜、大縱坡高落差橋梁及斜彎橋進(jìn)行遠(yuǎn)程撓度監(jiān)測(cè)。雖然本系