將無(wú)線(xiàn)數據采集方法應用于橋梁坍塌測試

　　挑戰：通過(guò)起重機升降臂吊裝道路填料會(huì )使到斷裂臨界點(diǎn)的橋梁坍塌，需要尋找一種快速安全測量此時(shí)填料重量的方法。

　　解決方案：通過(guò)將荷重元傳感器附在車(chē)載起重機懸掛鏟斗的承重索上，并與NIWLS-9237Wi-Fi數據采集(DAQ)模塊連接，輕松讀取并記錄現場(chǎng)的載重數據，從而測量橋梁路基的重量。

　　“由于橋梁坍塌的危險性，測試中最需要關(guān)注的問(wèn)題是安全性。因此，采用WLS-9237無(wú)線(xiàn)數據采集模塊，采集荷重元傳感器所測量的施加到橋梁上路基的重量數據。無(wú)線(xiàn)系統在提供快速計算坍塌負載所需的測量精度的同時(shí)，消除了線(xiàn)纜可能導致的安全性問(wèn)題?！?/P>

　　使用NI軟硬件開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)測量系統

　　Ferguson結構工程實(shí)驗室擁有一套結構測試工具和各類(lèi)裝載設備,在結構特性領(lǐng)域能夠開(kāi)展廣泛研究。2009年實(shí)驗室的研究人員成功對一座120英尺并帶有人為裂面的橋梁進(jìn)行了坍塌試驗,以研究其作為美國國家公路與運輸協(xié)會(huì )制定的臨界斷裂的分類(lèi)。在進(jìn)行了三輪測試后,大橋終于承因承載不了高于360,000磅的重量而坍塌。研究人員通過(guò)對其進(jìn)行測試,以確定橋梁在產(chǎn)生裂面后的損傷特性其大梁斷裂后的易損性,結果是該橋承受住了約4.5倍于最大理論負載的重量。

　　該測試的目的是觀(guān)察機理失效的順序，以及確定導致整體橋梁初始坍塌時(shí)所需的最大負載。根據雙箱形大梁結構橋梁的系統行為，需要進(jìn)行三輪測試，兩次動(dòng)態(tài)和一次靜態(tài)。在第一輪測試中我們使用爆炸裝填物人為破壞了一側大梁的底部邊緣。如果此時(shí)橋梁處于臨界斷裂，則此斷裂將導致橋梁坍塌；然而，橋梁在第一輪測試后沒(méi)有明顯損壞。

　　我們又進(jìn)行了一次動(dòng)態(tài)測試以引發(fā)坍塌，橋梁被從原始位置頂起，斷裂大梁的裂紋呈網(wǎng)狀擴張，隨后被頂起部迅速消除。橋梁又一次在測試后保持原狀。

　　在最后一次測試中，我們不斷給橋梁增加載重，直到坍塌。最初加載了1倍的理論載荷，隨后通過(guò)起重機鏟斗傾倒填料不斷增加載荷，每次1,500到3,000磅（圖1）。100多次以后，橋梁負載超過(guò)360,000磅，并最終坍塌。

　　由于橋梁坍塌的危險性，測試中最需要關(guān)注的問(wèn)題是安全性。因此，我們采用NIWLS-9237無(wú)線(xiàn)數據采集模塊，采集荷重元傳感器測量的施加到橋梁上路基的重量數據。無(wú)線(xiàn)系統在提供快速計算坍塌負載所需的測量精度的同時(shí)，消除了線(xiàn)纜可能導致的安全性問(wèn)題。系統允許使用簡(jiǎn)單而安全的IEEE802.11g協(xié)議，以無(wú)線(xiàn)方式與傳感器直接連接。