一种测试桥梁挠度的可调节式悬索方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路桥梁领域，涉及桥梁挠度的测量，具体涉及一种测试桥梁挠度的 可调节式悬索方法。
【背景技术】
[0002] 桥梁挠度对桥梁结构而言是一个非常重要的数据，它直接反映桥梁结构的竖向整 体刚度，判断桥梁的薄弱部位及结构的整体性，在桥梁检定、危桥改造和新桥验收等方面都 需要准确测量桥梁的静、动态挠度值。目前，国内外的桥梁挠度测量方法有很多，主要分为 两大类，即全人工测量法和自动测量法；其中全人工测量法包括机械式测量法和光学仪器 测量法，机械式测量又分百分百测量法和悬垂法，光学仪器测量法包括水准仪测量法和全 站仪测量法；自动测量法包括：倾角仪测量法、加速度计法、CCD图像法、PSD激光测量法、 GPS法。
[0003] (A)水准仪法测量法：水准仪测量法原理简单，只需要将加载前后的数值相减即 可。该方法测量精度高，结果可靠。缺点是：不能实现动态连续观测，需要良好视野，对大跨 径桥梁挠度测需要多次转点，测量费时。
[0004] (B)全站仪测量法：全站仪挠度测量的基本原理是三角高程测量，全站仪测量法 准备工作简单，操作方便。其缺点是不能实现各测点的连续观测，对地形、天气等观测条件 要求较高。
[0005] (C)倾角测量法：该法测量各节点处的倾角，通过积分可得桥梁梁部结构的挠度 曲线。现在用倾角仪来测静载下的挠度不成问题，而要用倾角仪进行动态挠度测试，则对 各倾角仪之间的相位差、倾角仪的瞬态反应、倾角仪零漂等的要求较高，此法在国内应用很 少。
[0006] (D)加速度计法：尽管高精度加速度计所测量的加速度观测值经过二次积分后能 够得到横向和垂向的位移向量，但由于加速度计对桥体低频震荡不敏感，所以通过这种方 法得到的位移量是不完整、不连续的。加速度传感器对于低频静态位移鉴别效果差，为获得 位移必须对它进行两次积分，精度不高，也无法实时。而大型悬索桥的频率一般都较低。
[0007] (E) (XD图像法：C⑶图像法是用(XD光电耦合器件测量桥梁挠度，该法结合了远距 离成像技术，是一种远距离非接触式测量方法。但该设备价格昂贵，易受环境条件影响。
[0008] (F)PSD激光测量法：位置敏感传感器（PSD)是利用横向光电效应来实现光点位置 探测的光电器件。该法需要安装激光发射装置，费用较高。
[0009] (G)现有技术中公开了一种中小跨径桥梁挠度测量装置：该方法通过在待测桥梁 上方架设刚性导梁，在导梁安装机电百分表，通过机电百分表测量桥梁挠度。该方法的不 足：①只能获得两根边梁数据，无法获得数量更多的中梁挠度，不能全面反映桥梁性能。② 刚性导梁不便于携带与架设。③由于运输长度有限，此方法无法用于检测大、中型跨度的桥 梁挠度。
[0010] 显然，目前没有一种监测手段能够同时满足必需的准确性、实时性、同步性、便捷 性、廉价性及自动化等多方面要求。
【发明内容】
[0011] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种测试桥梁挠度的可调节 式悬索方法，适用于小跨径和大跨径，尤其适合上承式拱桥，解决现有技术中桥梁挠度测量 过程中为了保证测量精准度而导致测量系统笨重，操作不方便的技术问题。
[0012] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
[0013] -种测试桥梁挠度的可调节式悬索方法，该方法在桥梁两侧的桥梁防撞护栏的上 方架设主缆，在主缆上悬挂有滑轮跑车，滑轮跑车上悬挂有横桥向水平放置在桥梁梁底下 方的横梁，横梁上安装能够使得横梁竖向升降的遥控绞盘机；
[0014] 横梁上根据测试需要，可安装多个千分表表架，其上固定千分表，每个千分表的测 头在测量挠度时通过遥控绞盘机的调节顶在拱肋的底部；
[0015] 在桥梁桥跨以外的防撞墙上安装有绞盘机，绞盘机通过牵引索带动滑轮跑车在主 缆上运动，使得千分表到达目标测点；试验加载车通过桥梁的桥面，通过千分表获得的数据 来得到桥梁的挠度。
[0016] 本发明还具有如下区别技术特征：
[0017] 优选的，所述的横梁为一个或一个以上。
[0018] 所述的主缆和牵引索均通过安装在立柱上的定滑轮转向；通过调整立柱在滑动轨 道上的位置，使主缆张紧，并用销钉固定。
[0019] 具体的，该方法具体包括以下步骤：
[0020] 步骤一，在测量桥梁挠度前，将膨胀螺栓打入防撞墙中预先定好的位置，在膨胀螺 栓上安装滑动轨道，滑动轨道上安装立柱，立柱与滑动轨道通过锁紧螺母锁定，立柱顶端安 装定滑轮；
[0021] 步骤二，主缆通过立柱顶端定滑轮转向，边跨的主缆通过钢丝绳拉紧器与膨胀螺 栓连接，主缆用不锈钢卡头锁紧，不锈钢卡头内衬绝缘橡胶垫；通过调整立柱在滑动轨道上 的位置，使主缆张紧，并用销钉固定。
[0022] 步骤三，中跨的主缆上安装有滑轮跑车，滑轮跑车下使用悬挂索悬挂横梁，滑轮跑 车上连接有牵引索，牵引索通过立柱顶端的定滑轮转向，牵引索连接固定在防撞墙上的绞 盘机上，通过绞盘机牵引滑轮跑车至目标测点；
[0023] 步骤四，横梁上焊接有支架，支架上安装定滑轮，悬挂索穿过定滑轮与主缆上的滑 轮跑车连接，横梁上安装有遥控绞盘机，遥控绞盘机与悬挂索相连，在遥控绞盘机的带动下 横梁沿着悬挂索做升降运动；
[0024] 步骤五，横梁上安装有千分表表架，千分表表架上固定千分表，通过横梁上的遥控 绞盘机调节横梁的竖向位置，使得横梁上的千分表的测头接触拱肋的底部；试验加载车通 过桥梁的桥面，通过千分表获得的数据来得到桥梁的挠度。
[0025] 所述的主缆采用钢丝绳，所述的牵引索和悬挂索均采用钢丝绳。
[0026] 本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0027]本发明的桥梁挠度测量方法通过主缆悬挂千分表的方式进行测量，设备体积小， 携带与安装便捷，同时不影响正常交通运营；测量精度高（〇. 001mm)，既能用于短期的荷载 试验，用能适用于长期的健康监测。
[0028] 梁底横梁上的测点能够遍及所有主梁，与护栏上的测点形成测点网，保证了测量 的全面性，使得测量的结果全部反映桥梁性能。
[0029] 本发明千分表基准面的支撑平台是主缆，由于缆索携带方便、跨越能力强等特点， 使得本方法非常适合大中型桥梁的野外挠度测试，同样适用于小跨径桥梁。
[0030] 通过绞盘机和遥控绞盘机牵引横梁在竖向和顺桥向上自由移动，使得千分表能够 机动准确的测得目标测点的挠度，操作方便，定位准确，尤其适合上承式拱桥的挠度监测。
[0031] 综上所述，发明结构设计合理、安装布设及操作简单、挠度测试准确，投入成本低， 能有效解决传统挠度测试系统存在的费时耗力、需进行高空作业、系统稳定性差、安装拆除 费时、挠度测试数据精度难以保证等问题。
【附图说明】
[0032]图1是本发明的安装图。
[0033] 图2是本发明的使用状态图。
[0034] 图3是图2的俯视图。
[0035] 图4是图2的A处放大图。
[0036] 图5是图2的B处放大图。
[0037] 图6是图2的B出主视处放大图。
[0038] 图7是立柱主视图放大图。
[0039] 图8是加载车及测点布置示意图
[0040] 图中各个标号的含义为：1_地基，2-膨胀螺栓，3-锁紧螺母，4-防撞墙，5-滑动轨 道，6-立柱，7-定滑轮，8-主缆，9-腹拱圈，10-桥台，11-伸缩缝，12-悬挂索，13-绞盘机， 14-牵引索，15-桥梁，16-拱肋，17-滑轮跑车，18-横梁，19-支架，20-千分表表架，21-千 分表，22-钢丝绳拉紧器，23-不锈钢卡头，24-绝缘橡胶垫，25-桥梁防撞护栏，26-遥控绞盘 机。
[0041] 以下结合附图对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
【具体实施方式】
[0042] 以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施 例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
[0043] 实施例：
[0044] 本实施例给出一种测试桥梁挠度的可调节式悬索方法，如图1至图6所示，一座全 长81m，上部结构为60m的拱桥，桥面宽度：净-7. 0+2X1. 25m(人行道及护栏），下部结构为 重力式桥台、扩大基础。主缆8采用7*7 = 49股钢丝捻制而成直径为4mm的钢丝绳。该方 法具体包