CN106323157A - 一种监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法 - Google Patents

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朱利明
蒋湘成
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Jiangsu Poly Traffic Scientific Research Co Ltd
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Jiangsu Poly Traffic Scientific Research Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge

Abstract

本发明涉及一种监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，在钢桁架桥支座顶节点对应的竖杆及斜杆上布设应变传感器，监测其在更换桥面板或桥面铺装前后的应变变化值，计算竖杆及斜杆轴力变化值，以此推断支反力变化量，即钢桁架桥上桥面板或桥面铺装更换前后的重量变化。由于桥梁在维修改造时，须确保更换后的行车道板及桥面铺装等静荷载不大于原荷载，常规的千斤顶称重方法十分繁琐，对实施环境要求较高，且费用昂贵。本发明可从根本上解决了钢桁架桥称重工作繁琐且费用高昂的问题。

Description

一种监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法
技术领域
本发明涉及桥梁施工过程监测控制技术领域，具体涉及一种监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法。
背景技术
我国在建国后建造的一批跨江公铁两用桥，如武汉长江大桥、南京长江大桥、九江长江大桥等，其主体结构形式基本类似，目前也大都表现出了共同的特征，即主体结构都被检测评估鉴定为处于安全状态，但类似如公路桥行车道板、桥面铺装、伸缩装置等大都出现严重病，需要及时更换，为了结构承载的要求，必须确保更换后的行车道板及桥面铺装等静荷载不大于原荷载。
常规的测量桥梁自重的方法主要是利用千斤顶称重，这种方法十分繁琐，对实施环境要求较高，且费用昂贵，因此在桥梁维修过程中一般不对桥梁自重变化进行监测，难以判断桥梁在维修改造后的实际承载能力，给使用安全带来隐患。为了获得桥梁在维修改造后的实际自重，需要一种相对简易的测量方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单易行、降低成本的监测钢桁架桥静荷载变化的方法。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，在钢桁架桥支座顶节点对应的竖杆及斜杆上布设应变传感器，监测其在更换桥面板或桥面铺装前后的应变变化值，计算竖杆及斜杆轴力变化值，以此推断支反力变化量，即钢桁架桥上桥面板或桥面铺装更换前后的重量变化。
所述的监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，具体包括如下步骤：
(1)查询、搜集钢桁架桥的设计图纸、竣工图纸相关资料，建立计算模型，对钢桁架桥的结构进行理论分析，确定需要监测的竖杆及斜杆；
(2)选取满足标准规定的应变传感器，并进行标定；
(3)安装应变传感器前，在竖杆及斜杆各面的轴线上进行标识，并安装温度补偿片；
(4)对应变传感器监测系统进行调试，确保无误后，在交通封闭状况下，在桥面板或桥面铺装开始拆除前，进行初始值测量；
(5)在桥面板或桥面铺装拆除过程中进行定期监测，在新的桥面板或桥面铺装安装前，确定安装前的应变变化值；
(6)在新的桥面板或桥面铺装安装过程中进行定期监测，在开放交通前，确定最终的应变变化值；
(7)对监测数据进行必要的数据处理，确定实际应变值，换算杆件轴力变化，确定支座反力变化量，推算桥梁自重在维修改造前后的变化。
其中，所述需要监测的竖杆及斜杆，须经过对钢桁架结构进行理论分析来确定。
安装应变传感器前，对杆件表面进行处理，确保平整光洁。
应变传感器的应变片安装位置控制在±0.1mm偏差范围内。
安装应变传感器后，对应变传感器进行防潮处理。
所述应变传感器的初始值的确定须在交通封闭状况下，桥面板或桥面铺装开始拆除前。
在监测过程中，须对应变传感器的整个监测系统采取必要的保护措施，防止测试元件的损坏。
本发明公开了一种监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，通过在支座节点处竖杆及斜杆布设应力传感器，监测其在更换桥面板及桥面铺前后的轴力变化，判断其静荷载变化情况。由于桥梁在维修改造时，须确保更换后的行车道板及桥面铺装等静荷载不大于原荷载，常规的千斤顶称重方法十分繁琐，对实施环境要求较高，且费用昂贵。本发明可从根本上解决了称重工作繁琐且费用高昂的问题。
附图说明
图1：实施例中支座节点处杠杆结构示意图。
图2：图1中杠杆截面应变测点布置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明为一种监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，具体实施步骤如下：
步骤一：搜集、查询钢桁架桥设计图纸、竣工图纸等相关资料，建立计算模型，对结构进行理论分析，确定需要监测的竖杆及斜杆。
步骤二：选取满足标准GB/T 13992-2010要求的应变传感器，并进行标定。
步骤三：安装应变传感器前，应在竖杆及斜杆各面的轴线上进行标识，并对杆件表面进场处理，确保平整光洁，应变片的安装位置偏差应控制在0.1mm内，安装后对应变传感器进行防潮处理，并安装温度补偿片。
步骤四：对监测系统进行调试，确保无误后，在交通封闭状况下，桥面板及桥面铺装等构件开始拆除前，进行初始值测量。
步骤五：在桥面板及桥面铺装等构件拆除过程中进行定期监测，在新的桥面板及桥面铺装等构件安装前，确定安装前的应变变化值。
步骤六：在新桥面板及桥面铺装等构件安装过程中进行定期监测，在开放交通前，确定最终的应变变化值。
步骤七：对监测数据进行必要的数据处理，确定实际应变值，换算杆件轴力变化，确定支座反力变化量，推算桥梁自重在维修改造前后的变化。
如图1所示，支座节点处连接杆件1、杆件2、杆件3，在每根杆件截面的a、b、c、d位置(如图2，杠杆1的A-A、杠杆2的B-B、杠杆3的C-C杆截面图)安装4个应变传感器，计算公式如下：
杆件1轴力变化值：
杆件2轴力变化值：
杆件3轴力变化值：
支座反力变化值：ΔF＝N1cosθ+N2+N3cosθ
式中：εan、εbn、εcn、εdn——指杆件对应截面a、b、c、d位置4个应变传感器实测变化值(n＝1、2、3，分别表示杆件1、杆件2、杆件3)；
E1、E2、E3——指杆件1、杆件2、杆件3的弹性模量，单位MPa；
A1、A2、A3——指杆件1、杆件2、杆件3的截面面积，单位mm2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，其特征在于：在钢桁架桥支座顶节点对应的竖杆及斜杆上布设应变传感器，监测其在更换桥面板或桥面铺装前后的应变变化值，计算竖杆及斜杆轴力变化值，以此推断支反力变化量，即钢桁架桥上桥面板或桥面铺装更换前后的重量变化。
2.如权利要求1所述的监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)查询、搜集钢桁架桥的设计图纸、竣工图纸相关资料，建立计算模型，对钢桁架桥的结构进行理论分析，确定需要监测的竖杆及斜杆；
(2)选取满足标准规定的应变传感器，并进行标定；
(3)安装应变传感器前，在竖杆及斜杆各面的轴线上进行标识，并安装温度补偿片；
(4)对应变传感器监测系统进行调试，确保无误后，在交通封闭状况下，在桥面板或桥面铺装开始拆除前，进行初始值测量；
(5)在桥面板或桥面铺装拆除过程中进行定期监测，在新的桥面板或桥面铺装安装前，确定安装前的应变变化值；
(6)在新的桥面板或桥面铺装安装过程中进行定期监测，在开放交通前，确定最终的应变变化值；
(7)对监测数据进行必要的数据处理，确定实际应变值，换算杆件轴力变化，确定支座反力变化量，推算桥梁自重在维修改造前后的变化。
3.如权利要求1所述的监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，其特征在于：所述需要监测的竖杆及斜杆，须经过对钢桁架结构进行理论分析来确定。
4.如权利要求1所述的监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，其特征在于：安装应变传感器前，对杆件表面进行处理，确保平整光洁。
5.如权利要求1所述的监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，其特征在于：应变传感器的应变片安装位置控制在±0.1mm偏差范围内。
6.如权利要求1所述的监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，其特征在于：安装应变传感器后，对应变传感器进行防潮处理。
7.如权利要求1所述的监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，其特征在于：所述应变传感器的初始值的确定须在交通封闭状况下，桥面板或桥面铺装开始拆除前。
8.如权利要求1所述的监测钢桁架桥静荷载变化的简易方法，其特征在于：在监测过程中，须对应变传感器的整个监测系统采取必要的保护措施，防止测试元件的损坏。
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