试析连通管基于连通管原理桥梁挠度自动测量策略
最后更新时间：2024-02-20
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论文导读：对主梁挠度、应力、环境荷载、承载力等安全参数均提出了较高要求。其中，主梁挠度变化是反映大桥安全状态及职称论文范文www.7ctime.com进行内力状态评估分析的重要参数，也是结构安全预警的重要指标。因此，无论是健康监测项目还是常规检查项目，对桥梁挠度参数变化的测量，都具有非常重要的意义。目前，常用的桥梁挠度测量
摘要：基于连通管原理，采用RS485通讯技术等手段，给出了一种桥梁挠度自动测量的方法。该方法具有实时、在线、远程、精确等特点，且不受人为因素和环境因素的影响。通过重庆石板坡长江大桥应用该方法测量挠度的案例证明，其测量结果的相对误差小于5%，表明该系统稳定可靠。这种测量方法能用于更多桥梁挠度的自动监测。
关键词：连通管；桥梁监测；挠度测量；液位传感器
2095-1302（2013）02-0030-02
0 引 言
为适应社会经济快速发展的需要，近年来全世界的桥梁技术得到了迅猛的发展。在跨度方面，我国已位居世界先进水平。桥梁的大跨度及结构复杂多样等特性对主梁挠度、应力、环境荷载、承载力等安全参数均提出了较高要求。其中，主梁挠度变化是反映大桥安全状态及职称论文范文www.7ctime.com
进行内力状态评估分析的重要参数，也是结构安全预警的重要指标。因此，无论是健康监测项目还是常规检查项目，对桥梁挠度参数变化的测量，都具有非常重要的意义。
目前，常用的桥梁挠度测量方法主要有精密水准仪法、全站仪法、百分表法等人工测量方法和以倾角仪法[1-2]、光电成像法[3]、激光靶标法[4]、GPS法[5]等为主的自动测量方法。本文将重点介绍连通管法测量桥梁挠度变化的连通管系统的构成、测量原理、方法特点、现场实施及其注意事项等。
2 连通管测量原理在桥梁挠度测量中的应用
（1） 连通管中存在气泡或气柱会使液位与实际不符；
（2） 液体中含有杂质可能阻塞或堵塞连通管道；
（3） 通讯线缆过长，信号会受到环境干扰；
（4） 连通管中的液体在环境温度降到其凝固点后会发生冻结现象；
（5） 对于长期在线监测工程，该方法还有另一个难点，即连通管中液体挥发过多会导致挠度传感器接触不到液体，测得的数据降为零，与实际不符。
为了克服以上难点，在实际工程项目中，宜按以下方法开展工作：
（1） 选择通讯协议为RS485制式的挠度传感器，通讯线缆选择全铜材质的双芯屏蔽电缆，以便可以长距离传输信号，且基本不受环境干扰；
（2） 大容积容器可选择不锈钢材质，连通管道选用PPR管，安装在连通管道中的阀门选择全铜球阀，注入连通管的液体选用加防腐剂的纯净水，以便有效防止液体变质，避免管道阻塞；
（3） 近挠度传感器端的连通管支管选用透明软管，以便于挠度传感器的安装更换和连通管加水或排气时的液位监视；
（4） 挠度传感器须安装在容器总高度的1/3～2/3范围，并基本保持在同一水平线上，要避免部分挠度传感器超量程或数据为零；
（5） 设置连通管缺水报警装置或者自动补水管路，避免水位下降而无法进行挠度测量。
3 连通管法桥梁挠度测量应用案例
4 结 语
桥梁挠度在线实时监测是桥梁健康监测的重要组成部分，基于连通管原理的桥梁挠度测量方法是一种简单有效的方法。采用RS485通讯技术的挠度传感器，能实现挠度数据的精确测量和远距离传输，满足各类大中型桥梁健康监测的监测需要。在重庆石板坡长江大桥的应用结果表明，基于连通管原理的桥梁挠度自动监测系统测试效果良好、性能稳定可靠，能有效应用于桥梁挠度的长期实时自动监测。
参考文献
侯兴民，杨学山，廖振鹏，等.实时测量桥梁挠度[J].地震工程与工程振动，2002，22（1）：67-72.
HOU X M， YANG X S， HUANG Q. Using inclinometers to measure bridge deflection [J]. Journal of Bridge Engineering， 2005， 10（5）： 564-569.
[3] 夏哲，付红桥，张文，等.桥梁变形图像监测系统调制传递函数[J].重庆大学学报：自然科学报，2004，27（6）：17-20.
[4] 董辉，陈伟民，符欲梅，等.一种激光图像挠度测量方法[J论文导读：].传感器技术，2004，23（10）：63-66.ASHKENAZIV，ROBERTSGW.ExperimentalmonitoringofthehumberbridgeusingGPS.CivilEngineering，1997，120（4）：177-18
[5] ASHKENAZI V， ROBERTS G W. Experimental monitoring of the humber bridge using GPS [J]. Civil Engineering， 1997， 120（4）： 177-182.
摘要：基于连通管原理，采用RS485通讯技术等手段，给出了一种桥梁挠度自动测量的方法。该方法具有实时、在线、远程、精确等特点，且不受人为因素和环境因素的影响。通过重庆石板坡长江大桥应用该方法测量挠度的案例证明，其测量结果的相对误差小于5%，表明该系统稳定可靠。这种测量方法能用于更多桥梁挠度的自动监测。
关键词：连通管；桥梁监测；挠度测量；液位传感器
2095-1302（2013）02-0030-02
0 引 言
为适应社会经济快速发展的需要，近年来全世界的桥梁技术得到了迅猛的发展。在跨度方面，我国已位居世界先进水平。桥梁的大跨度及结构复杂多样等特性对主梁挠度、应力、环境荷载、承载力等安全参数均提出了较高要求。其中，主梁挠度变化是反映大桥安全状态及职称论文范文www.7ctime.com
进行内力状态评估分析的重要参数，也是结构安全预警的重要指标。因此，无论是健康监测项目还是常规检查项目，对桥梁挠度参数变化的测量，都具有非常重要的意义。
目前，常用的桥梁挠度测量方法主要有精密水准仪法、全站仪法、百分表法等人工测量方法和以倾角仪法[1-2]、光电成像法[3]、激光靶标法[4]、GPS法[5]等为主的自动测量方法。本文将重点介绍连通管法测量桥梁挠度变化的连通管系统的构成、测量原理、方法特点、现场实施及其注意事项等。
2 连通管测量原理在桥梁挠度测量中的应用
2.1 连通管法桥梁挠度测量系统建设
将连通管测量原理应用在桥梁挠度测量中，程序员可以根据选用挠度传感器的通讯协议、输出信号和采集策略等编写一套桥梁挠度数据采集与处理程序，这样，所设计的系统便可实现桥梁挠度的自动测量。2.2 连通管法桥梁挠度测量系统的注意事项
连通管法测量桥梁挠度的几大难点：（1） 连通管中存在气泡或气柱会使液位与实际不符；
（2） 液体中含有杂质可能阻塞或堵塞连通管道；
（3） 通讯线缆过长，信号会受到环境干扰；
（4） 连通管中的液体在环境温度降到其凝固点后会发生冻结现象；
（5） 对于长期在线监测工程，该方法还有另一个难点，即连通管中液体挥发过多会导致挠度传感器接触不到液体，测得的数据降为零，与实际不符。
为了克服以上难点，在实际工程项目中，宜按以下方法开展工作：
（1） 选择通讯协议为RS485制式的挠度传感器，通讯线缆选择全铜材质的双芯屏蔽电缆，以便可以长距离传输信号，且基本不受环境干扰；
（2） 大容积容器可选择不锈钢材质，连通管道选用PPR管，安装在连通管道中的阀门选择全铜球阀，注入连通管的液体选用加防腐剂的纯净水，以便有效防止液体变质，避免管道阻塞；
（3） 近挠度传感器端的连通管支管选用透明软管，以便于挠度传感器的安装更换和连通管加水或排气时的液位监视；
（4） 挠度传感器须安装在容器总高度的1/3～2/3范围，并基本保持在同一水平线上，要避免部分挠度传感器超量程或数据为零；
（5） 设置连通管缺水报警装置或者自动补水管路，避免水位下降而无法进行挠度测量。
3 连通管法桥梁挠度测量应用案例
4 结 语
桥梁挠度在线实时监测是桥梁健康监测的重要组成部分，基于连通管原理的桥梁挠度测量方法是一种简单有效的方法。采用RS485通讯技术的挠度传感器，能实现挠度数据的精确测量和远距离传输，满足各类大中型桥梁健康监测的监测需要。在重庆石板坡长江大桥的应用结果表明，基于连通管原理的桥梁挠度自动监测系统测试效果良好、性能稳定可靠，能有效应用于桥梁挠度的长期实时自动监测。
参考文献
侯兴民，杨学山，廖振鹏，等.实时测量桥梁挠度[J].地震工程与工程振动，2002，22（1）：67-72.
HOU X M， YANG X S， HUANG Q. Using inclinometers to measure bridge deflection [J]. Journal of Bridge Engineering， 2005， 10（5）： 564-569.
[3] 夏哲，付红桥，张文，等.桥梁变形图像监测系统调制传递函数[J].重庆大学学报：自然科学报，2004，27（6）：17-20.
[4] 董辉，陈伟民，符欲梅，等.一种激光图像挠度测量方法[J论文导读：].传感器技术，2004，23（10）：63-66.ASHKENAZIV，ROBERTSGW.ExperimentalmonitoringofthehumberbridgeusingGPS.CivilEngineering，1997，120（4）：177-18
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].传感器技术，2004，23（10）：63-66.[5] ASHKENAZI V， ROBERTS G W. Experimental monitoring of the humber bridge using GPS [J]. Civil Engineering， 1997， 120（4）： 177-182.