CN107860538A - 一种广泛适应于多点动挠度校准的可拆卸系统及其应用 - Google Patents

Abstract

一种广泛适应于多点动挠度校准的可拆卸系统及其应用属于多点动挠度校准领域。其特征在于，包括:支座、型钢、位移加载装置和位移发生装置；在型钢下方设置支座、倾角式传感器和接收器，倾角式传感器与倾角式桥梁挠度仪主机连接；接收器接收光电式桥梁挠度仪发出的信号，位移发生器通过多个位移加载装置加载到型钢上。本发明通过结构模型的变化预设多位置动挠度，实时绘制挠度曲线，同时可以记录、复现此挠度值。通过此方法可以实现多点动挠度的检定/校准，增强设备量值可信度。

Description

一种广泛适应于多点动挠度校准的可拆卸系统及其应用

技术领域

本发明属于多点动挠度校准领域。

背景技术

桥梁挠度对于桥梁结构而言是一个非常重要的参数，它直接反映桥梁结构的竖向整体刚度，是反映桥梁线性变化的重要依据。现在人们常用的挠度测量仪器有精密水准仪、全站仪、GPS、自准直仪等，这几种测量仪器都是通用测量仪器，测量方法相对简单，一般用于桥梁静态挠度测量，存在费时、费力和在线检测困难。桥梁挠度仪是一种新型、专用桥梁挠度测量仪器，主要用于桥梁静态、动态挠曲度的测量，桥梁竣工验收、鉴定；军用浮桥、吊桥等特殊桥梁检测；大坝、码头的变形及震动位移监测，或大跨度结构的梁、柱、高层建筑、起重机械、钻井平台等的变形、振动的位移测量。按检测方法可分为倾角仪、加速度计、连通管法、光纤位移传感器或应变仪、光纤陀螺、差分GPS、数字图像法等，这些方法各有优缺点，根据设备性能和结构特点适用于不同的应用场合，得到普遍使用，但目前针对此类设备还未建立一套有效的校准方法实现设备的工程计量，本专利是在前人研究的基础上深入分析影响桥梁挠度测量因素，总结以往失败案例，结合多年工程实践经验，经过反复试验验证得出的一套校准方法用于光电式桥梁挠度仪及倾角式桥梁挠度仪的溯源，指导工程建设，保证测量数据准确性。

目前桥梁挠度仪通常采用与光电测距仪进行比较的方法来验证桥梁挠度仪输出量值的准确性，实现桥梁挠度仪的溯源。

1)光电测距仪在检测过程中往往需要安装接收器，但在实际操作过程中由于受到结构方面限制部分桥梁挠度仪无法完成此项工作或者安装后直接影响测量性能导致最终无法实现计量。

2)目前多数的桥梁挠度仪都具有多点的检测功能，而光电测距仪由于测量原理的限制，无法对设备的多点测量功能进行计量，设备测量范围受限，测量能力不足。

发明内容

基于以上分析我们研制了一种广泛适应于多点动挠度校准的可拆卸系统，通过结构模型的变化预设多位置动挠度，实时绘制挠度曲线，同时可以记录、复现此挠度值。通过此方法可以实现多点动挠度的检定/校准，增强设备量值可信度。

1)采用预设曲线技术实现桥梁挠度仪的校准；

对多点动挠度校准装置的型钢在特征点处沿截面方向向下预压一定的高度，产生特定曲线并保持一段时间，桥梁挠度仪测量并记录挠度值。

2)应用位移曲线动态调节的方法实现桥梁挠度仪动态校准；

采用位移曲线动态调节的方法对桥梁挠度仪动态测量能力和时间响应能力进行计量，验证仪器输出结果的准确性和测量过程的稳定性，确保仪器在线监测的适用性，满足工程监测要求。

3)运用独立多点驱动方式实现多点动挠度桥梁挠度仪的校准；

采用多点多段预设验证桥梁挠度仪是否适用于大跨度桥梁实时监测的计量，通过试验模拟、仿真技术对桥梁挠度仪整体性能进行全面、系统性的计量，确保桥梁挠度仪输出结果的准确性和完整性。

多点动挠度校准装置主要包括:支座、型钢、位移加载装置、位移发生装置等组成，硬件连接如图1所示，技术方案流程图如图2所示。

在型钢下方设置支座、倾角式传感器和接收器，倾角式传感器与倾角式桥梁挠度仪主机连接；接收器接收光电式桥梁挠度仪发出的信号，位移发生器通过多个位移加载装置加载到型钢上；

进一步，加载装置采用液压驱动元件、电气控制系统、反馈系统通过中央处理器实现联运控制。

本专利的安装方式如下：

1)调平多点动挠度校准装置；

2)将各台位移加载装置分别放置于多点动挠度装置指定位置；

3)将倾角式传感器和接收器安装在多点多挠度校准装置指定位置；

4)对型钢整体模型进行力学分析，设置加载位移值并输出驱动力使加载后的曲线与理论曲线一致，启动位移加载装置，分别加载不同的位移值，每一加载装置按预设的一种或多种曲线加载并保持2分钟以上；

5)启动被检桥梁挠度仪，检测并记录桥梁挠度值；

6)结束桥梁挠度测量，卸载位移加载装置。

多点动挠度校准的可拆卸系统的试验具体过程如下：

将多点动挠度校准装置放置在试验平台上，调平。各位移加载装置放在指定的试验位置，将预先设计好的位移曲线输入到多点动挠度校准装置的控制器中，输入型钢材料牌号、截面尺寸、长度、支点位置的参数，经过计算驱动力矩，驱动位移，最后通过输出驱动装置输出各点位移值及驱动力值，同时位移加载装置外部安装有力值监控传感器、位移传感器实时监控实际输出值，并进行实时纠偏。将被检桥梁挠度仪测量部件安装在多点动挠度装置指定位置，按以上参数启动位移加载装置，保持3～5分钟，被检桥梁挠度仪检测桥梁挠度值，输出量值。按以上步骤输入不同的曲线。

采用激光干涉仪对多点动挠度校准装置输出曲线进行测量发现多点动挠度校准装置输出曲线与输入曲线的吻合度达到99.98％测量精度远远高于被检测仪器的测量精度。

附图说明

图1多点动挠度校准装置

1------支座2------倾角式传感器3------倾角式桥梁挠度仪主机4------型钢5-----光电式桥梁挠度仪6------接收器7------位移加载装置8------位移发生器

图2多点动挠度装置技术方案流程图

图3本发明效果图

具体实施方式

本实例的安装方式如下：

1)调平多点动挠度校准装置；

2)将各台位移加载装置分别放置于多点动挠度装置指定位置；

3)将桥梁挠度仪测量部件安装在多点多挠度校准装置指定位置；

4)启动位移加载装置，分别加载不同的位移值，每一加载装置按预设的一种或多种曲线加载并保持2分钟以上；

5)启动被检桥梁挠度仪，检测并记录桥梁挠度值；

6)结束桥梁挠度测量，卸载位移加载装置。

本发明效果

采用预设曲线技术实现桥梁挠度仪的校准，确保了桥梁挠度仪测试结果的准确性；

采用位移曲线动态调节的方法实现桥梁挠度仪动态校准，计量桥梁挠度仪动态测量能力。

运用多点驱动方式实现多点动挠度桥梁挠度仪的校准，确保桥梁挠度仪对大跨度结构测量结果的准确性和测量过程的稳定性。

1、运用行业内广泛使用的、成熟的有限元分析软件对型钢整体模型进行力学分析，采用理论与实践相结合的方式，合理设置加载位移值并输出足够的驱动力使加载后的曲线与理论曲线一致，并能保持一段时间。

2、，加载点的不同，能量的强弱、加载位移的大小三者良好的匹配是后期准确开展计量的基础硬件基础。

3、加载装置采用精密液压驱动元件、电气控制系统、高精度反馈系统通过中央处理器实现联运控制。

Claims (3)

1.一种广泛适应于多点动挠度校准的可拆卸系统，其特征在于，包括:支座、型钢、位移加载装置和位移发生装置；在型钢下方设置支座、倾角式传感器和接收器，倾角式传感器与倾角式桥梁挠度仪主机连接；接收器接收光电式桥梁挠度仪发出的信号，位移发生器通过多个位移加载装置加载到型钢上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，位移加载装置采用液压驱动元件、电气控制系统、反馈系统通过中央处理器实现控制。

3.应用如权利要求1或2所述系统的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)调平多点动挠度校准装置；

2)将各台位移加载装置分别放置于多点动挠度装置指定位置；

3)将倾角式传感器和接收器安装在多点多挠度校准装置指定位置；

4)对型钢设置加载位移值并输出驱动力，使加载后的曲线与理论曲线一致，启动位移加载装置，分别加载不同的位移值，每一加载装置按预设的一种或多种曲线加载并保持2分钟以上；

5)启动被检桥梁挠度仪，检测并记录桥梁挠度值；

6)结束桥梁挠度测量，卸载位移加载装置。