CN107478191A - 一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,在桥梁箱室两侧的两块波形钢腹板上各埋设四个测点,分别为A、B、C、D和A’、B’、C’、D’,然后在设置有A、B、C、D四个测点的波形钢腹板底部设置一个基准点O;变形测试时用收敛计量测AA’、BB’、CC’、DD’四条边的距离,当四条边的距离任一一条发生变化时,即可判断波形钢腹板发生屈曲变形;并通过数据的换算,可以得出两块波形钢腹板的屈曲变形量。本发明可快速方便的量测波形钢腹板屈曲变形量,测点布设简单、成本低廉、不影响正常施工,能实现更高精度的变形监测。

Description

一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法
技术领域
本发明涉及波形钢腹板箱梁桥的施工领域,具体是一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法。
背景技术
对于悬臂浇筑连续梁桥,在挂篮安装、节段混凝土浇筑的时候,根部节段钢腹板剪力逐渐变大,而对于波形钢腹板连续箱梁桥,由于根部节段腹板高度较大,钢腹板的抗屈曲能力较弱,逐渐变大的剪力,使得钢腹板发生屈曲变形的概率变大,一旦钢腹板发生屈曲变形,直接影响整个结构的受力,危害结果安全。为确保钢腹板箱梁桥的安全施工,钢腹板安装完后要及时埋点,并用专用测量设备对钢腹板屈曲变形量的测试就显得尤为重要。
现有监测方法不多,常用方法利用全站仪测试腹板的空间位置,测试方法较为复杂,测试精度不高,并受施工现场空间限制,特别是多箱室的钢腹板箱梁桥,中间腹板的屈曲变形测试难以实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,解决现有监测方法复杂、受施工现场空间限制的问题,且能够实现高精度的监测。
本发明的技术方案为:
一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,包括有以下步骤:
(1)、在桥梁箱室两侧的两块波形钢腹板上各埋设四个测点,分别为A、B、C、D和A’、B’、C’、D’,且A点和A’点的位置相同且相对,B点和B’点的位置相同且相对,C点和C’点的位置相同且相对,D点和D’点的位置相同且相对,一块波形钢腹板上A、B、C、D四个测点的顺次连线和另一块波形钢腹板A’、B’、C’、D’四个测点的顺次连线均为四边形,且对角线AC和A’C’均为竖直线,对角线BD和B’D’均为水平线;然后在设置有A、B、C、D四个测点的波形钢腹板底部设置一个基准点O,且连线OA和OC均为竖直线;
(2)、然后测量测点A和对应测点A’之间的距离LAA’,测点B和对应测点B’之间的距离LBB’,测点C和对应测点C’之间的距离LCC’,测点D和对应测点D’之间的距离LDD’、基准点O和测点A’之间的距离LOA’、基准点O和测点B’之间的距离LOB’基准点O和测点C’之间的距离LOC’、基准点O和测点D’之间的距离LOD’;当LAA’、LBB’、LCC’、LDD’多次测量值同时未发生变化时,认为两块波形钢腹板均未发生屈曲变形;当LAA’、LBB’、LCC’、LDD’多次测量值任一发生变化时,认为两块波形钢腹板或任一一块波形钢腹板发生屈曲变形,进行屈曲变形量的计算;
(3)、设置有A’、B’、C’、D’四个测点的波形钢腹板,其A’、B’、C’、D’四个测点的屈曲变形量ΔL'm采用公式(1)计算得到:
公式(1)中ΔL'm对应A’测点的屈曲变形量ΔL'A、B’测点的屈曲变形量ΔL'B、C’测点的屈曲变形量ΔL'C或D’测点的屈曲变形量ΔL'D为第二次计算的基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距,为第一次计算的基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距,基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距根据公式(2)计算得到;
公式(2)中的n为1或2,l即为测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’,h为基准点O与测点A、B、C或D之间的竖直高度;
(4)、设置有A、B、C、D四个测点的波形钢腹板,其A、B、C、D四个测点的屈曲变形量ΔLm采用公式(3)计算得到:
公式(3)中,ΔLm对应A测点的屈曲变形量ΔLA、B测点的屈曲变形量ΔLB、C测点的屈曲变形量ΔLC或D测点的屈曲变形量ΔLD,l2为第二次测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’值,l1为第一次测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’值;
上述的公式(1)和(3)计算得到的屈曲变形量ΔL'm和ΔLm,当值为正数时,表示测点位置发生远离基准点O的变形,当值为负数时,表示测点位置发生靠近基准点O的变形。
所述的测点A、B、C、D四点组成四边形和测点A’、B’、C’或D’组成四边形,四边形中心与对应波形钢腹板的中心重合。
所述的测点A、B、C、D、A’、B’、C’、D’和基准点O的位置均焊接有挂钩,然后在待测两点的挂钩之间设置收敛计,通过收敛计测得步骤(2)中的LAA’、LBB’、LCC’、LDD’LOA’、LOB’、LOC’和LOD’
所述的步骤(2)中,测量LAA’、LBB’、LCC’、LDD’LOA’、LOB’、LOC’和LOD’时,均需连续测读3次以上,取平均值作为最终读数。
所述的收敛计测距时,当桥梁箱室内外温度差异较大时,进入箱室后,先使收敛计稳定15分钟以上再进行测量。
本发明的优点:
本发明可快速方便的量测计算波形钢腹板屈曲变形量,且测点布设简单、成本低廉、不影响正常施工,能实现更高精度的变形监测。
附图说明
图1是本发明设置有测点A、B、C、D和基准点0的波形钢腹板的波形立面示意图。
图2是本发明设置有测点A’、B’、C’、D’的波形钢腹板的波形立面示意图。
图3是箱梁桥测量过程中的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,包括有以下步骤:
(1)、见图1-图3,在桥梁箱室两侧(即箱梁顶板1和箱梁底板2之间)的两块波形钢腹板上各埋设四个测点,分别为A、B、C、D和A’、B’、C’、D’,且A点和A’点的位置相同且相对,B点和B’点的位置相同且相对,C点和C’点的位置相同且相对,D点和D’点的位置相同且相对,一块波形钢腹板上A、B、C、D四个测点的顺次连线和另一块波形钢腹板A’、B’、C’、D’四个测点的顺次连线均为四边形,且四边形中心与对应波形钢腹板的中心重合,对角线AC和A’C’均为竖直线,对角线BD和B’D’均为水平线;然后在设置有A、B、C、D四个测点的波形钢腹板底部设置一个基准点O,且连线OA和OC均为竖直线;
(2)、见图3,然后在测点A、B、C、D、A’、B’、C’、D’和基准点O的位置均焊接有挂钩,然后在待测两点的挂钩之间设置收敛计,通过收敛计测得测点A和对应测点A’之间的距离LAA’,测点B和对应测点B’之间的距离LBB’,测点C和对应测点C’之间的距离LCC’,测点D和对应测点D’之间的距离LDD’、基准点O和测点A’之间的距离LOA’、基准点O和测点B’之间的距离LOB’基准点O和测点C’之间的距离LOC’、基准点O和测点D’之间的距离LOD’;收敛计测距时,当桥梁箱室内外温度差异较大时,进入箱室后,先使收敛计稳定15分钟以上再进行测量,测量LAA’、LBB’、LCC’、LDD’LOA’、LOB’、LOC’和LOD’时,均需连续测读3次以上,取平均值作为最终读数;当LAA’、LBB’、LCC’、LDD’多次测量值同时未发生变化时,认为两块波形钢腹板均未发生屈曲变形;当LAA’、LBB’、LCC’、LDD’多次测量值任一发生变化时,认为两块波形钢腹板或任一一块波形钢腹板发生屈曲变形,进行屈曲变形量的计算;
上述的收敛计测量时,首先旋紧调节螺母,使之密贴档块,开机后调零,再旋开调节螺母,将收敛计数显屏读数调至25~27mm之间;其次将收敛计钢尺挂钩分别挂在待测的两个测点的辅助装置上,收紧钢尺,选择合适的钢尺孔位进行固定;然后转动调节螺母,使钢尺收紧至观测窗口的游动线条与面板上的最后一根线条重合;之后读取钢尺孔位及数显屏上的数值,两者相加即为测量的两测点间的距离;
(3)、设置有A’、B’、C’、D’四个测点的波形钢腹板,其A’、B’、C’、D’四个测点的屈曲变形量ΔL'm采用公式(1)计算得到:
公式(1)中ΔL'm对应A’测点的屈曲变形量ΔL'A、B’测点的屈曲变形量ΔL'B、C’测点的屈曲变形量ΔL'C或D’测点的屈曲变形量ΔL'D为第二次计算的基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距,为第一次计算的基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距,基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距根据公式(2)计算得到;
公式(2)中的n为1或2,l即为测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’,h为基准点O与测点A、B、C或D之间的竖直高度;
(4)、设置有A、B、C、D四个测点的波形钢腹板,其A、B、C、D四个测点的屈曲变形量ΔLm采用公式(3)计算得到:
公式(3)中,ΔLm对应A测点的屈曲变形量ΔLA、B测点的屈曲变形量ΔLB、C测点的屈曲变形量ΔLC或D测点的屈曲变形量ΔLD,l2为第二次测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’值,l1为第一次测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’值;
上述的公式(1)和(3)计算得到的屈曲变形量ΔL'm和ΔLm,当值为正数时,表示测点位置发生远离基准点O的变形,当值为负数时,表示测点位置发生靠近基准点O的变形。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,其特征在于:包括有以下步骤:
(1)、在桥梁箱室两侧的两块波形钢腹板上各埋设四个测点,分别为A、B、C、D和A’、B’、C’、D’,且A点和A’点的位置相同且相对,B点和B’点的位置相同且相对,C点和C’点的位置相同且相对,D点和D’点的位置相同且相对,一块波形钢腹板上A、B、C、D四个测点的顺次连线和另一块波形钢腹板A’、B’、C’、D’四个测点的顺次连线均为四边形,且对角线AC和A’C’均为竖直线,对角线BD和B’D’均为水平线;然后在设置有A、B、C、D四个测点的波形钢腹板底部设置一个基准点O,且连线OA和OC均为竖直线;
(2)、然后测量测点A和对应测点A’之间的距离LAA’,测点B和对应测点B’之间的距离LBB’,测点C和对应测点C’之间的距离LCC’,测点D和对应测点D’之间的距离LDD’、基准点O和测点A’之间的距离LOA’、基准点O和测点B’之间的距离LOB’基准点O和测点C’之间的距离LOC’、基准点O和测点D’之间的距离LOD’;当LAA’、LBB’、LCC’、LDD’多次测量值同时未发生变化时,认为两块波形钢腹板均未发生屈曲变形;当LAA’、LBB’、LCC’、LDD’多次测量值任一发生变化时,认为两块波形钢腹板或任一一块波形钢腹板发生屈曲变形,进行屈曲变形量的计算;
(3)、设置有A’、B’、C’、D’四个测点的波形钢腹板,其A’、B’、C’、D’四个测点的屈曲变形量ΔL'm采用公式(1)计算得到:
<mrow> <msubsup> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>m</mi> <mo>&amp;prime;</mo> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>L</mi> <mi>O</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>L</mi> <mi>O</mi> <mn>1</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
公式(1)中ΔL'm对应A’测点的屈曲变形量ΔL'A、B’测点的屈曲变形量ΔL'B、C’测点的屈曲变形量ΔL'C或D’测点的屈曲变形量ΔL'D为第二次计算的基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距,为第一次计算的基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距,基准点O与测点A’、B’、C’或D’的平距根据公式(2)计算得到;
<mrow> <msubsup> <mi>L</mi> <mi>O</mi> <mi>n</mi> </msubsup> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>l</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <msup> <mi>h</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
公式(2)中的n为1或2,l即为测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’,h为基准点O与测点A、B、C或D之间的竖直高度;
(4)、设置有A、B、C、D四个测点的波形钢腹板,其A、B、C、D四个测点的屈曲变形量ΔLm采用公式(3)计算得到:
<mrow> <msub> <mi>&amp;Delta;L</mi> <mi>m</mi> </msub> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>l</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>l</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>L</mi> <mi>O</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>L</mi> <mi>O</mi> <mn>1</mn> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
公式(3)中,ΔLm对应A测点的屈曲变形量ΔLA、B测点的屈曲变形量ΔLB、C测点的屈曲变形量ΔLC或D测点的屈曲变形量ΔLD,l2为第二次测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’值,l1为第一次测量的LOA’、LOB’、LOC’或LOD’值;
上述的公式(1)和(3)计算得到的屈曲变形量ΔL'm和ΔLm,当值为正数时,表示测点位置发生远离基准点O的变形,当值为负数时,表示测点位置发生靠近基准点O的变形。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,其特征在于:所述的测点A、B、C、D四点组成四边形和测点A’、B’、C’或D’组成四边形,四边形中心与对应波形钢腹板的中心重合。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,其特征在于:所述的测点A、B、C、D、A’、B’、C’、D’和基准点O的位置均焊接有挂钩,然后在待测两点的挂钩之间设置收敛计,通过收敛计测得步骤(2)中的LAA’、LBB’、LCC’、LDD’LOA’、LOB’、LOC’和LOD’
4.根据权利要求1所述的一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,其特征在于:所述的步骤(2)中,测量LAA’、LBB’、LCC’、LDD’LOA’、LOB’、LOC’和LOD’时,均需连续测读3次以上,取平均值作为最终读数。
5.根据权利要求3所述的一种桥梁用波形钢腹板屈曲变形的监测方法,其特征在于:所述的收敛计测距时,当桥梁箱室内外温度差异较大时,进入箱室后,先使收敛计稳定15分钟以上再进行测量。
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