一种桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及到一种桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统。包括静力水准测试点装置、静力水准不动点装置、连通管网、四通接头、三通接头、无线网桥接收端和数据处理装置；静力水准测试点装置和静力水准不动点装置内置有均与单片机相连的数据存储器、无线发射装置及压力传感器，两者通过四通接头或三通接头与连通管网相互连接；单片机将采集到的数据通过无线发射装置输送至无线网桥接收端；无线网桥接收端与数据处理装置通过电缆连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术布设简单，使用平均费用较低，可实现数据的自动连续采集、记录和传输；且不受桥下复制环境的限制，对于高墩大跨及桥下环境复杂桥梁，优点尤为突出。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于土木工程
，具体来说，涉及到一种桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统。
技术介绍
《公路桥梁荷载试验规程》JTG/T J21-01—2015中指出，桥梁荷载试验是通过施加荷载方式对桥梁结构或构件的静、动力特性进行的现场试验测试。包括静载试验和动载试验。静载试验静力参数宜包括应变(应力)、变位、裂缝、倾角和索(杆)力。变位是反应试验跨桥梁现有抗弯刚度的重要指标，为桥梁结构技术状况及承载能力评定和日后养护、维修、加固的决策提供科学依据和支持。变位指标测量目前有如下几种方法：百分表测量、精密水准仪测量、GPS卫星定位系统测量等。百分表测变位是使用刚性连接杆，连接桥梁待测点与桥底的不动岩层，在测杆中间串入百分表，从而达到测量桥梁挠度的目的。这种方式必须在桥下搭设固定支架，且只适合干涸河流或者水较浅的河流上的桥梁。精密水准仪测量变位的方式是将水准仪安置在桥的参考点(如桥墩或桥头)上，然后将水准塔尺安置在桥的待测点，通过光的直线原理测试桥的变位。该方法简单方便、精度较高，是桥梁荷载试验中使用最为普遍的方法，但该方法只能人工测量，测量速度较慢，人为和环境因素影响大，且无法实现自动测量。GPS卫星定位系统是利用卫星定位待测点，直接读出测点的坐标，该方法测量精度低，只能满足某些挠度变化很大的桥型(如特大型悬索桥等)的监测精度要求，而且成本较高。综上所述，以上常用测试常用方法中，百分表测变位受桥下环境影响较大，且还需要搭设支架；精密水准仪测量变位测量速度较慢，无法实现自动测量；GPS卫星定位系统，测量精度低，成本较高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种布设简单，使用费低的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统。本技术所述的一种桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，所述测试系统包括静力水准测试点装置1、静力水准不动点装置2、连通管网3、四通接头4、三通接头5、无线网桥接收端6和数据处理装置7；静力水准测试点装置1和静力水准不动点装置2内置有均与单片机相连的数据存储器、无线发射装置及压力传感器，两者通过四通接头4或三通接头5与连通管网3相互连接；单片机并将采集到的数据通过无线发射装置输送至无线网桥接收端6；无线网桥接收端6与数据处理装置7通过电缆连接。本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，所述静力水准测试点装置1布设于桥梁结构变位待测点，灵敏度为0.10mm，量程为800.00mm。测点变位引起水准面变化，水准面变化导致压力传感器感知压力变化，利用压力变化与变位关系的标定结果，测得变位值。本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，所述静力水准不动点装置2布设于参考点(即不会有变位变化的点，通常是桥墩或桥头)，其关键技术指标及内部构造与静力水准测试点装置1相同。本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，所述连通管网3由塑料软管或PVC管制成，管内径为13.0±0.5mm，管外径为19.0±0.5mm。本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，所述四通接头4用来连接四根公称通径相同，并成垂直相交的管子，是管道分支处的一种管件，通过热压成形，材质为低碳钢、低合金钢或不锈钢。本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，所述三通接头5用来连接三根公称通径相同，用在主管道要分支管处，通过热压成形，材质为低碳钢、低合金钢或不锈钢。本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，所述无线网桥接收端6为接收采集装置无线传输的数据。实现方式为利用单独搭建的无线局域网。本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，所述数据处理装置7与无线网桥接收端6通过电缆连接，对传输数据进行实时统计、伪信号的干扰识别等预处理，保存统计计算结果、刷新动态数据。本技术的测试原理是利用液体在连通的管道中，重力作用下，不同位置的液面高度会相同。对于最小的静力水准系统至少需要两个静力水准仪，一个布置在参考点(即不会有变位的点，通常是桥墩或桥头)，另一个布置在待测点。两个静力水准仪通过连通管网连接在一起，并加入适当的液体，这样当待测点发生变位时，两个静力水准的液面位置就会变化，测试这种变化就可计算出待测点相对于参考点的位移，从而达到测试桥梁变位的目的。使用时，根据试验要求，将静力水准不动点装置布设于桥梁结构变位无变化的测点(通常为桥墩或桥台处)，将静力水准测试点装置布设于待测点(桥梁纵向布置于跨径四分点或八分点；桥梁横向布置弯矩最大测试断面)，然后将连通管网沿各测试点铺设好，通过连通管网将所有测点装置连通。通过输液口向测点装置灌入液体，并排除连通管网中的气泡，对整个系统进行调试与校零，测试无误后进行荷载试验各个工况的加载。与现有技术相比，本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统布设简单，使用平均费用较低，可实现数据的自动连续采集、记录和传输；且不受桥下复制环境的限制，对于高墩大跨及桥下环境复杂桥梁，优点尤为突出。附图说明图1：桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统示意图；静力水准测试点装置-1、静力水准不动点装置-2、连通管网-3、四通接头-4、三通接头-5、无线网桥接收端-6、数据处理装置-7。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统做进一步说明，但是本技术的保护范围并不限于此。实施例1一种桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，包括静力水准测试点装置1、静力水准不动点装置2、连通管网3、四通接头4、三通接头5、无线网桥接收端6和数据处理装置7；静力水准测试点装置1和静力水准不动点装置2内置有均与单片机相连的数据存储器、无线发射装置及压力传感器，通过四通接头4及三通接头5或连通管网3相互连接；单片机并将采集到的数据通过无线发射装置输送至无线网桥接收端6；无线网桥接收端6与数据处理装置7通过电缆连接。所述静力水准测试点装置1布设于桥梁结构变位待测点，灵敏度为0.10mm，量程为800.00mm。测点变位引起水准面变化，水准面变化导致压力传感器感知压力变化，利用压力变化与变位关系的标定结果，测得变位值。所述静力水准不动点装置1布设于参考点(即不会有变位变化的点，通常是桥墩或桥头)，其关键技术指标及内部构造与静力水准测试点装置1相同。所述连通管网3由塑料软管或PVC管制成，管内径为13.0±0.5mm，管外径为19.0±0.5mm。所述四通接头4用来连接四根公称通径相同，并垂直相交的管子，是管道分支处的一种管件，通过热压成形，材质为不锈钢。所述三通接头5用来连接三根公称通径相同，用在主管道要分支管处，通过热压成形，材质为不锈钢。所述无线网桥接收端6为接收采集装置无线传输的数据。实现方式为利用单独搭建的无线局域网。所述数据处理装置7与无线网桥接收端6通过电缆连接，对传输数据进行实时统计、伪信号的干扰识别等预处理，保存统计计算结果、刷新动态数据。实施例2一种桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，包括静力水准测试点装置1、静力水准不动点装置2、连通管网3、四通接头4、三通接头5、无线网桥接收端6和数据处理装置7；静力水准测试点装置1和静力水准不动点装置2内置有均与单片机相连的数据存储器、无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，其特征在于，所述测试系统包括静力水准测试点装置(1)、静力水准不动点装置(2)、连通管网(3)、四通接头(4)、三通接头(5)、无线网桥接收端(6)和数据处理装置(7)；静力水准测试点装置(1)和静力水准不动点装置(2)内置有均与单片机相连的数据存储器、无线发射装置及压力传感器，两者通过四通接头(4)或三通接头(5)与连通管网(3)相互连接；单片机将采集到的数据通过无线发射装置输送至无线网桥接收端(6)；无线网桥接收端(6)与数据处理装置(7)通过电缆连接。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，其特征在于，所述测试系统包括静力水准测试点装置(1)、静力水准不动点装置(2)、连通管网(3)、四通接头(4)、三通接头(5)、无线网桥接收端(6)和数据处理装置(7)；静力水准测试点装置(1)和静力水准不动点装置(2)内置有均与单片机相连的数据存储器、无线发射装置及压力传感器，两者通过四通接头(4)或三通接头(5)与连通管网(3)相互连接；单片机将采集到的数据通过无线发射装置输送至无线网桥接收端(6)；无线网桥接收端(6)与数据处理装置(7)通过电缆连接。2.根据权利要求1所述的桥梁结构荷载试验变位指标桥面测试系统，其特征在于，所述静力水准测试点装置(1)布设于桥梁结构变位待测点，灵敏度为0.10mm，量程为800.00mm。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：申雁鹏，韩之江，刘志华，韩锋，汪永强，郭文龙，毛敏，吕立宁，陈栋栋，赵文溥，郭学兵，王磊，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西交科公路勘察设计院，
类型：新型
国别省市：山西;14