基于連通管原理的橋梁撓度自動(dòng)測量方法

2．2 連通管法橋梁撓度測量系統的注意事項
連通管法測量橋梁撓度的幾大難點(diǎn)：
(1)連通管中存在氣泡或氣柱會(huì )使液位與實(shí)際不符；
(2)液體中含有雜質(zhì)可能阻塞或堵塞連通管道；
(3)通訊線(xiàn)纜過(guò)長(cháng)，信號會(huì )受到環(huán)境干擾；
(4)連通管中的液體在環(huán)境溫度降到其凝固點(diǎn)后會(huì )發(fā)生凍結現象；
(5)對于長(cháng)期在線(xiàn)監測工程，該方法還有另一個(gè)難點(diǎn)，即連通管中液體揮發(fā)過(guò)多會(huì )導致?lián)隙葌鞲衅鹘佑|不到液體，測得的數據降為零，與實(shí)際不符。
為了克服以上難點(diǎn)，在實(shí)際工程項目中，宜按以下方法開(kāi)展工作：
(1)選擇通訊協(xié)議為RS485制式的撓度傳感器，通訊線(xiàn)纜選擇全銅材質(zhì)的雙芯屏蔽電纜，以便可以長(cháng)距離傳輸信號，且基本不受環(huán)境干擾；
(2)大容積容器可選擇不銹鋼材質(zhì)，連通管道選用PPR管，安裝在連通管道中的閥門(mén)選擇全銅球閥，注入連通管的液體選用加防腐劑的純凈水，以便有效防止液體變質(zhì)，避免管道阻塞；
(3)近撓度傳感器端的連通管支管選用透明軟管，以便于撓度傳感器的安裝更換和連通管加水或排氣時(shí)的液位監視；
(4)撓度傳感器須安裝在容器總高度的1／3～2／3范圍，并基本保持在同一水平線(xiàn)上，要避免部分撓度傳感器超量程或數據為零；
(5)設置連通管缺水報警裝置或者自動(dòng)補水管路，避免水位下降而無(wú)法進(jìn)行撓度測量。

3 連通管法橋梁撓度測量應用案例
重慶石板坡長(cháng)江大橋健康監測系統撓度子系統于2006年就將連通管原理測量撓度的方法應用在實(shí)際工程項目中，并正常運行至今，效果顯著(zhù)。該橋為大跨徑連續剛構鋼混梁結構，長(cháng)1 103．5 m，寬19 m，單向四車(chē)道，主跨330 m，為當時(shí)世界第一跨徑鋼混結合梁橋。
該系統在大橋主梁的13個(gè)截面共布置了26個(gè)撓度測量點(diǎn)(含4個(gè)基準點(diǎn))，圖4所示是重慶石板坡長(cháng)江大橋撓度測點(diǎn)布置圖。

2010年底，重慶勘查院對該橋實(shí)施了撓度封橋測量，測點(diǎn)與圖4相同。該橋上游側13個(gè)測量點(diǎn)的自動(dòng)監測數據和人工測量數據與理論值的分析對比結果如圖5所示。

圖5所示的對比結果表明，本自動(dòng)監測數據和人工測量數據與理論值的相對誤差均不超過(guò)5％。

4 結語(yǔ)
橋梁撓度在線(xiàn)實(shí)時(shí)監測是橋梁健康監測的重要組成部分，基于連通管原理的橋梁撓度測量方法是一種簡(jiǎn)單有效的方法。采用RS485通訊技術(shù)的撓度傳感器，能實(shí)現撓度數據的精確測量和遠距離傳輸，滿(mǎn)足各類(lèi)大中型橋梁健康監測的監測需要。在重慶石板坡長(cháng)江大橋的應用結果表明，基于連通管原理的橋梁撓度自動(dòng)監測系統測試效果良好、性能穩定可靠，能有效應用于橋梁撓度的長(cháng)期實(shí)時(shí)自動(dòng)監測。