应变测试中温度影响的修正方法与流程

本发明涉及桥梁应变测试技术领域，尤其涉及一种应变测试中温度影响的修正方法。

背景技术：

在当今土木工程行业中，应变测量广泛地应用于建筑、铁路、桥梁、交通、大坝等结构上。结构的应力应变测试是工程人员了解结构受力状态、保证结构安全以及进行结构设计优化的一个重要的环节。例如在大跨度桥梁的施工过程以及营运过程的长期健康监测中，对关键截面的应力应变进行监测，为桥梁的施工、营运、加固提供依据，确保结构安全是桥梁建设一个必不可少的环节。

在对桥梁进行应变测试的过程中，测试前后温度的改变会对测试结果带来较大的误差，因此需要测量出桥梁由于温度改变引起的应变量以减小测试结果的误差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种应变测试中温度影响的修正方法，该方法可以测量出在对桥梁进行应变测试的过程中由于温度的改变引起的应变量。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种应变测试中温度影响的修正方法，包括以下步骤：

1)在被测试构件表面平行应变方向设置测试杆，所述测试杆包括感应杆和传递杆，将所述感应杆的一端与所述传递杆的一端固定连接到一起，将所述感应杆的另一端固定安装于所述在被测试构件表面，将所述传递杆的另一端固定连接于所述在被测试构件表面，在所述传递杆上设置温度传感器；2)读取测试前后的温度改变量t,按公式计算获得由温度变化量t引起的应变量ε；其中l、s、e、α分别为感应杆的长度、截面面积、弹性模量和膨胀系数；l、s、e、α′分别为传递杆的长度、截面面积、弹性模量和膨胀系数，测试出被测试构件的总的应变量，从总的应变量中减去由温度变化量t引起的应变量ε对被测试构件的应变值进行修正。

作为一种改进的方式，步骤1)中，将所述感应杆和所述传递杆分别通过一个底座固定安装于所述被测试构件表面。

作为一种改进的方式，步骤1)中，将所述传递杆通过螺纹紧固件与所述感应杆固定连接。

作为一种改进的方式，步骤1)中，将两个所述底座分别通过螺纹紧固件与所述被测试构件固定连接。

作为一种改进的方式，步骤1)中，将所述感应杆通过螺纹紧固件与一个所述底座固定连接。

作为一种改进的方式，步骤2)中，将一个所述温度传感器设置于所述传递杆表面，将另一个所述温度传感器设置于所述传递杆内部。

作为一种改进的方式，步骤1)中，在所述感应杆的表面粘贴电阻式应变片，在所述感应杆粘贴有电阻式应变片处包裹防护材料。

作为一种改进的方式，所述防护材料为环氧树脂砂浆聚合物。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

由于该测量方法的操作步骤简单，使用该方法可较为准确的测量出由于温度的改变引起的桥梁的应变量，从而为计算最终的桥梁应变值供计算数据，提高桥梁应变测试的的准确性。

由于步骤1)中，所述感应杆与所述传递杆分别通过一个底座固定安装于所述被测试构件表面，通过底座分别将应变杆和感应杆固定安装于测试桥梁的表面，操作简单方便。

由于步骤1)中，将一个所述温度传感器设置于所述传递杆表面，将另一个所述温度传感器设置于所述传递杆内部，通过两个温度传感器求平均值可较为准确的测出温度变化量t。

附图说明

图1是本发明的测量方法的测试状态参考图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的的测量方法的力学原理示意图；

图中，1-传递杆，2-感应杆，3-底座，4-螺纹紧固件，5-电阻式应变片，6-防护材料，8-螺纹紧固件，9-温度传感器，10-被测试构件。

具体实施方式

本发明公开了一种桥梁应变测量的温度误差的测量方法，结合图1和图2共同所示，首先在被测试构件10表面平行应变方向设置测试杆，测试杆包括感应杆2和传递杆1，将感应杆2的一端与传递杆1的一端通过螺纹紧固件8固定连接到一起，将感应杆2的另一端通过一个底座3固定安装于在被测试构件10表面，将感应杆2的另一端通螺纹紧固件8与过底座3固定连接，将传递杆1的另一端通过另一个底座3固定连接于在被测试构件10表面，将两个底座3分别与被测试构件10通过螺纹紧固件4固定连接。通过底座3分别将应变杆和感应杆2固定安装于测试桥梁的表面，操作简单方便。

在传递杆1上设置温度传感器9，温度传感器9设有两个，将一个温度传感器9设置于传递杆1表面，将另一个温度传感器9设置于传递杆1内部。通过两个温度传感器9求平均值可较为准确的测出温度变化量t。

在感应杆2的表面粘贴电阻式应变片5，在感应杆2粘贴有电阻式应变片5处包裹防护材料6，防护材料6为环氧树脂砂浆聚合物，用以测量被测试构件10的应变值。

2)读取测试前后的温度改变量t,按公式计算获得由温度变化量t引起的应变量ε；

其中：

l、s、e、α分别为感应杆2的长度、截面面积、弹性模量和膨胀系数，

l、s、e、α′分别为传递杆1的长度、截面面积、弹性模量和膨胀系。

3)测试出被测试构件的总的应变量，从总的应变量中减去由温度变化量t引起的应变量ε对被测试构件的应变值进行修正。

以下给出计算公式的基本推导过程：

如图3所示，外界环境作用下均匀升温t℃，此时感应杆2和传递杆1的温度变化引起长度变化量分别为δlt、δlt，分别如式1和式2所示：

δlt＝ltα(式1)

δlt＝ltα′(式2)

当两端固结时均匀升温t将在传递杆1及感应杆2内产生轴力f，由轴力f作用下感应杆2和传递杆1产生长度的变化量分别为δlf、δlf，分别如式3和式4所示：

由于两端固定，温度t作用下和轴力f作用传递刚和感应杆2的总伸长量为0，即可得式5：

δlt+δlt+δlf+δlf＝0(式5)

将式1～式4代入式5得式6：

将式6化简后的式7：

不妨令代入式7可得到式8

此时，感应杆2的应变为ε，可根据式9计算确定：

当采用同种钢材16mn的感应杆2和传递杆1，其膨胀系数为1.2e-5，感应杆2与传递杆1长度比取0.16667～0.33333，感应杆2与传递杆1刚度比取0.08842～0.35368，温度每变化1℃对感应杆2应变影响见表1所示。

表1温度每变化1℃对感应杆2应变影响

上述说明凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，盖专利范围。