CN111855027A - 一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，包括以下步骤：(1)监测点布置，在桥梁两侧的桥面板板底和承台两侧均布设监测点；(2)监测方法及要求，对于承台采用内埋式应变计监测；对桥面板板底采用表面式应变计监测；1)内埋式应变计，在承台的监测点内埋设钢筋计，对内置有温度传感器的钢筋计的数据进行统计和监测；2)表面式应变计，将表面应变计安装于桥面板板底监测点的外表面，对内置有温度传感器的表面应变计的数据进行统计和监测；(3)数据处理与分析，进而判断桥梁结构新建承台的应力变化情况。根据该监测方法对桥面板、新建承台的应力情况进行判断，以及时作出相应的措施，提高了桥梁结构的稳定性和安全性。

Description

一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法

技术领域

本发明涉及桥梁监测技术领域，特别是涉及一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法。

背景技术

为了确保桥梁托换施工期间与以后运行期间的结构安全，需要对桥梁施工前、施工中和施工后的应力情况进行监测，根据监测所得应力情况采取相应的措施。但是现有技术中主要采用的桥梁检验方式是一次性检验是否符合标准或者定期测量，并没有对桥梁的变化进行持续监测，现有的定期或者间隔一段时间检验的方式存在监测不完整的缺陷，对于慢性改变的桥梁应力会出现监测遗漏，带来其他安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够对桥梁结构的桥面板、承台应力进行监测，根据监测结果及时采取相应的措施，提高桥梁的稳定性和安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，包括以下步骤：

(1)监测点布置

在桥梁两侧的桥面板板底布设应力监测点位，每个点位在垂直方向布设有应力传感器，托换承台浇筑完成后在承台两侧均布设监测点；

(2)监测方法及要求

对于新建承台采用内埋式应变计监测；对桥梁两侧桥面板板底采用表面式应变计监测；

1)内埋式应变计

在新建承台的监测点内埋设钢筋计，且该钢筋计内置温度传感器，所述温度传感器内部安装有计算芯片，所述计算芯片用于对测量数据进行换算并直接输出物理量；埋设完成后对内置有温度传感器的钢筋计的数据进行统计和监测；

2)表面式应变计

将表面应变计安装于桥梁桥面板板底监测点的外表面，表面应变计内置的温度传感器可同时监测环境温度，安装完成后对内置有温度传感器的表面应变计的数据进行统计和监测；

(4)数据处理与分析

对新建承台上钢筋计的监测数据与桥梁桥面板板底的表面应变计的监测数据进行处理和分析，进而判断桥梁结构新建承台的应力变化情况。

优选地，所述步骤(1)中，在桥梁一侧的桥面板板底布设18个应力监测点位，每个点位在垂直方向布设2个应力传感器；桥梁另一侧的桥面板板底布设17个应力监测点位，每个点位在垂直方向布设2个应力传感器；承台两侧各布设25个监测点。

优选地，所述钢筋计采用BD-GJ系列智能型钢筋计。

优选地，所述步骤(2)中钢筋计的安装方法为：按设计位置在钢筋加工场将钢筋计先与钢筋焊好，或在现场将钢筋网上被测钢筋截下相应长度之后将钢筋计焊上；焊接时将钢筋与钢筋计中心线对正，之后用对接法把钢筋计两端的连接杆分别与钢筋焊在一起；钢筋计与钢筋焊接时用湿润棉纱包在钢筋计中部。

优选地，所述步骤(2)的内埋式应变计中，在埋设时记录钢筋计埋设的具体位置、实验编号、传感器编号、埋设安装日期、天气状况及安装人员；同时在埋设处做好标示。

优选地，所述表面应变计的安装流程包括：

a选择监测点；

b把表面应变计的安装座安装好；

c将表面应变计的安装座通过螺栓固定在被测物体上，安装座两端的高度应平衡；

d在表面应变计的外侧安装并固定保护罩；

e通过读数仪读出表面应变计的编号，然后调整表面应变计弦的松紧使频率稳定在1200HZ左右，并与安装位置一起做记录；

f待表面应变计安装稳定后，用读数仪或电脑对表面应变计偏移值进行调零。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明中的桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，能够对桥梁结构新建承台的应力情况进行持续的监测和反馈，根据该监测方法对新建承台的应力情况进行判断，以及时作出相应的措施，提高了桥梁结构的稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为钢筋计的安装示意图；

图2为表面应变计的安装示意图；

其中，1被测钢筋；2焊接面；3钢筋计；4被测物体；5保护罩；6表面应变计；7安装座；8螺栓。

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。

本发明的目的是提供一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够对桥梁结构的桥面板、承台应力进行监测，根据监测结果及时采取相应的措施，提高桥梁的稳定性和安全性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示，本实施例提供一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，其监测目的为了确保桥梁托换施工期间与以后运行期间的结构安全，监测其在施工前、中、后应力情况，监测其在托换过程中应力情况。

桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法包括以下步骤：

一、监测点布置

在南侧桥面板板底布设18个应力监测点位，每个点位在垂直方向布设2个应力传感器，北侧桥面板板底布设17个应力监测点位，每个点位在垂直方向布设2个应力传感器，新托换承台浇筑完成后在南、北两侧新承台各布设25个监测点。监测其在托换过程中及工后4年的应力情况。

二、监测方法及要求

桥梁结构应力的变化采用内埋式应变计、表面式应变计监测方法，对于新建承台采用内埋式应变计监测；南、北桥面板板底采用表面式应变计监测。

(1)内埋式应变计

内埋式应变计采用BD-GJ系列智能型钢筋计，BD-GJ系列智能型钢筋计使用频率作为输出信号，根据张力弦原理制造，抗干扰能力强，远距离输送产生的误差极小，钢筋计3内置温度传感器，对外界温度影响产生的变化进行温度修正(并且还通过高低温实验箱进温度补偿)。每个传感器内部有计算芯片，自动对测量数据进行换算而直接输出物理量，减少人工换算的失误和误差。全部元器件都进行严格测试和老化筛选.尤其是高低温应力消除试验，增强弦的稳定性和可靠性；另有三防处理，保证在长期恶劣环境中高成活率的问题。

1)钢筋计的安装方法

根据设计方案确定监测点，选择无雨、雪天气时进行安装。按设计位置在钢筋加工场将钢筋计3先与被测钢筋1焊好，或在现场将钢筋网上被测钢筋1截下相应长度之后，将钢筋计3焊上。焊接时将钢筋与钢筋计3中心线对正，之后用对接法把钢筋计3两端的连接杆分别与被测钢筋1的焊接面2焊在一起。为了保证强度，在焊接处可加帮条。在焊接过程中，为避免温升过高而损伤仪器，焊接时用湿润棉纱包在钢筋计3中部，一边焊一边浇冷水。焊接完毕，钢筋计3冷却到65℃以下为止。焊缝在发黑(未冷时为红色)之前，切忌往焊缝上浇冷水。焊接过程中应随时用检测装置监测仪器的内部温度，不得超过65℃；否则应放慢焊接速度；钢筋计3周围宜用人工浇灌混凝土，用人工插捣，或用小型振捣器(棒头25或30mm)在周围插振；大振捣器不得接近钢筋计组1.0m以内范围。浇筑混凝土时禁止振动棒碰到安装有钢筋计3的钢筋网上。在浇筑周围部分的混凝土时，特别是振捣器碰在钢筋上，使钢筋发生较大的抖动，钢筋计3容易损坏，需要特别注意。在浇注混凝土的过程中，要跟踪观测仪器测值的变化，仪器一旦损坏，要立即采取补救措施。安装示意图如图1所示。

2)注意事项

①焊接时要仔细，切勿焊接歪斜，以免影响最终数据的准确性。

②使用读数仪读取应变计时，显示通信超时(带数据处理器)应检查插头是否松动或线断开短路等。

③注意通讯连接头的防水保护，以免影响读数。

④所有传感器安装完毕后，必须做好保护工作。

3)观测与数据记录、整理

①作好传感器的安装记录，存档。其内容包括，埋入式应变计(即钢筋计3)埋设的具体位置、实验编号、传感器编号、埋设安装日期、天气状况及安装人员。

②制作好相应的标示牌，插在输电缆布线位置，以作标示。在每次工序转换施工时要安排专人负责看管，以防埋入式应变计因施工或自然因素而破坏。

③按照要求做好埋入式应变计的埋设台帐。

④为减少温度对应力数据的影响，尽量选择合适的时间段对应力进行监测。

(2)表面式应变计

表面应变计6是根据振弦原理制造，安装于构筑物表面，监测各种构筑物的应变变化。内置的温度传感器可同时监测环境温度，并对其温度影响进行自动补偿修正。特别设计外置调弦螺母，方便安装，提高应用范围。应用于桥梁的混凝表面及钢结构的应力应变测量，充分了解被测构件的受力状态。

1)工作原理及计算方法

振弦式传感器的敏感元件是一根金属钢弦，它与传感器受力部件连接固定，利用钢弦的自振频率与钢弦所受到的外加张力关系式测得各种物理量。振弦式传感器的激振是由一个电磁线圈来完成，当激发脉冲输到磁芯线圈上，磁芯产生一个脉动磁场拨动钢弦，钢弦被拨动后产生一个衰减振荡，切割磁芯的磁力线在磁芯的输出端产生一个衰减正弦波。接受仪表测出此波的频率即为钢弦此刻的自振频率。振弦式传感器的荷载＝应变量×10^-6×弹性模量×截面积。

2)安装方法

①表面应变计安装前检验

首先，仔细阅读表面应变计6与读数仪说明书，了解表面应变计6具体参数，熟悉读数仪使用操作；再将表面应变计6与读数仪连接，测量检测表面应变计是否工作正常；检查传感器数量及导线长度是否正确。以确定传感器在运输过程中是否损坏或丢失。

②安装流程

a选择监测点；

b把应变计的安装座7安装好；

c将安装座7通过螺栓8固定在被测物体4上，安装座7两端的高度应平衡。混凝土结构上可用膨胀螺栓(或胶水)。

d将保护罩5装上，用水泥或者云石胶水固定住。

e通过读数仪读出表面应变计6的编号，然后调整弦的松紧使频率稳定在1200HZ左右，并与安装位置一起做记录。

f待传感器安装两三天稳定后，用读数仪或电脑对表面应变计6偏移值进行调零。以后测量出的偏差值就是相对调零时应变量。

3)观测与数据记录、整理

①做好传感器的安装记录，存档。其内容包括，表面应变计6的具体位置、实验编号、传感器编号、安装日期、天气状况及安装人员。

②制作好相应的标示牌，插在输电缆布线位置，以作标示。在每次工序转换施工时要安排专人负责看管，以防表面应变计6因施工或自然因素而破坏。

③为减少温度对应力数据的影响，尽量选择合适的时间段对应力进行监测。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)监测点布置

在桥梁两侧的桥面板板底布设应力监测点位，每个点位在垂直方向布设有应力传感器，托换承台浇筑完成后在承台两侧均布设监测点；

(2)监测方法及要求

对于新建承台采用内埋式应变计监测；对桥梁两侧桥面板板底采用表面式应变计监测；

1)内埋式应变计

在新建承台的监测点内埋设钢筋计，且该钢筋计内置温度传感器，所述温度传感器内部安装有计算芯片，所述计算芯片用于对测量数据进行换算并直接输出物理量；埋设完成后对内置有温度传感器的钢筋计的数据进行统计和监测；

2)表面式应变计

将表面应变计安装于桥梁桥面板板底监测点的外表面，表面应变计内置的温度传感器可同时监测环境温度，安装完成后对内置有温度传感器的表面应变计的数据进行统计和监测；

(3)数据处理与分析

对新建承台上钢筋计的监测数据与桥梁桥面板板底的表面应变计的监测数据进行处理和分析，进而判断桥梁结构新建承台的应力变化情况。

2.根据权利要求1所述的桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，在桥梁一侧的桥面板板底布设18个应力监测点位，每个点位在垂直方向布设2个应力传感器；桥梁另一侧的桥面板板底布设17个应力监测点位，每个点位在垂直方向布设2个应力传感器；承台两侧各布设25个监测点。

3.根据权利要求1所述的桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，其特征在于，所述钢筋计采用BD-GJ系列智能型钢筋计。

4.根据权利要求1所述的桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，其特征在于，所述步骤(2)中钢筋计的安装方法为：按设计位置在钢筋加工场将钢筋计先与钢筋焊好，或在现场将钢筋网上被测钢筋截下相应长度之后将钢筋计焊上；焊接时将钢筋与钢筋计中心线对正，之后用对接法把钢筋计两端的连接杆分别与钢筋焊在一起；钢筋计与钢筋焊接时用湿润棉纱包在钢筋计中部。

5.根据权利要求4所述的桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，其特征在于，所述步骤(2)的内埋式应变计中，在埋设时记录钢筋计埋设的具体位置、实验编号、传感器编号、埋设安装日期、天气状况及安装人员；同时在埋设处做好标示。

6.根据权利要求1所述的桥梁结构中桥面板和新建承台的应力监测方法，其特征在于，所述表面应变计的安装流程包括：

a选择监测点；

b把表面应变计的安装座安装好；

c将表面应变计的安装座通过螺栓固定在被测物体上，安装座两端的高度应平衡；

d在表面应变计的外侧安装并固定保护罩；

e通过读数仪读出表面应变计的编号，然后调整表面应变计弦的松紧使频率稳定在1200HZ左右，并与安装位置一起做记录；

f待表面应变计安装稳定后，用读数仪或电脑对表面应变计偏移值进行调零。

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