梁天霄

[摘要]橋梁撓度的自動測量法主要有連通管、傾角儀、激光圖像、光電成像以及機器人式等。在測量時，要根據(jù)客觀與主觀上的不同條件慎重選擇，力爭測出精確數(shù)據(jù)，并對撓度做出準確判斷。

[關鍵詞]橋梁撓度；自動測量；綜述 文章編號：2095-4085（2017）05-0036-02

目前，橋梁撓度的人工測量法主要有百分表測量法、精密水準儀測量法和全站式測量法等。但人工測量法耗時長、效率低，且有不少現(xiàn)場的局限性。隨著測量技術的發(fā)展，出現(xiàn)了不少自動測量技術，本文將對這些測量技術的原理、操作注意事項及應用情況等進行綜述。

1連通管測量法

這種測量方法是利用連通管原理，在橋梁的基準點和各測量點處安裝好連通管，根據(jù)連通管內液面高度的變化以獲得橋梁撓度的變化。橋梁的梁體在荷載物的作用下發(fā)生變形時，固定在梁體上的水管會隨之移動。此時，各豎直水管內的液面將與基準點處的液面保持在同一水平面，因而各測點處的豎直水管中的液面會發(fā)生大小不等的相對移動。根據(jù)測得的這些液面的相對位移量，即可計算出被測點的撓度值。進行測量時，需要基準點處放一個大容積容器，再將各連通管接入，并在基準點和各測量點安裝撓度傳感器。通過計算基準點和測量點撓度傳感器的數(shù)據(jù)差，即可計算出測量點的撓度值。連通管法，曾在2004年檢測過岳陽洞庭湖大橋。其優(yōu)點是可靠、易行。由于這種測量系統(tǒng)是全封閉結構，可以避免灰塵、濕度和霧天對測量造成的影響，可以長期使用。但需要注意以下情況：（1）連通管中不能存在氣泡，否則撓度值會不準；（2）連通管中的液體不能有雜質，因雜質會造成通管道阻塞；（3）在環(huán)境溫度降到凝固點后，連通管中的液體會發(fā)生凍結現(xiàn)象，因而無法測量出數(shù)據(jù)；（4）如果連通管中液體揮發(fā)過多，撓度傳感器就接觸不到液體，數(shù)值為零。

2傾角儀測量法

傾角儀測量法的原理是利用傾角儀測得橋梁變形時幾個截面的傾角，用數(shù)值積分的方法求得橋梁上任意一點的撓度值。這是由于橋梁的撓度、截面轉角和中面曲率，都是微分和積分的關系，即梁撓曲函數(shù)的一階導數(shù)就是梁截面的轉角函數(shù)；二階導數(shù)就是梁中面的曲率函數(shù)。中面曲率函數(shù)的一次積分就是截面轉角函數(shù)；截面轉角函數(shù)的一次積分就是梁撓度函數(shù)。當我們用傾角儀測出梁上若干指定點的轉角值時，就可以畫出截面轉角沿梁長的近似分布圖，或稱之為近似的截面轉角函數(shù)圖，因為對轉角函數(shù)的一次積分就是梁撓度函數(shù)，求出自起始點至梁上某點截面轉角分布圖的面積，就是該點的撓度值-z-。傾角儀測量撓度精確度較高，不需要靜止的參考點，在對跨河橋、跨海橋、跨峽谷橋以及高橋的測量中，它能夠進行多點測量，顯示出很強的工程實用價值和廣闊的應用前景。

3激光圖像測量法

激光圖像測量法是將激光測量法與成像式測量法結合來進行測量的一種新型撓度測量法。該系統(tǒng)主要由激光器、攝像機、圖像采集卡、接收屏以及計算機組成。測量時，攝像機置于接收屏正后方不遠處，從激光器發(fā)出的準直激光束照射在遠處固定的半透射接收屏上形成一個圓形光斑。操作人員對于從攝像機輸出的模擬視頻信號采集后進行處理，得到接收屏上光斑中心的坐標位置。被測結構在外界環(huán)境影響下沿Y方向發(fā)生了撓度△y，由于激光器固定在被測結構上，因而激光器也會隨之發(fā)生位移，使得投射在接收屏上的激光光斑，也發(fā)生相同的位移量△Y。通過計算機采集處理撓度變化前后兩次的圖片，比較容易計算出光斑在接收屏上中心位置的變化量，經比較能直觀反映出橋梁被測點的撓度。新型激光圖像撓度測量方法，用激光器作為位移信息載體，代替成像式測量法的光靶，可以進行遠距離測量。既可以保留成像法的優(yōu)點，又可以克服物距過遠所導致的測量精度下降問題。在能夠確保較高測量精度的情況下，可以實現(xiàn)大范圍撓度測量。該系統(tǒng)尤其適于大型剛構密封梁體的多測點撓度測量，有較高的應用價值與發(fā)展前景。

4光電成像測量法

橋梁撓度光電成像測量系統(tǒng)，由發(fā)光靶標和光電數(shù)字攝像機兩部分組成，測量時要把發(fā)光靶標固定在橋梁的待測部位，光電數(shù)字攝像機則要固定在橋墩上。發(fā)光靶標的圖像會顯示在光電數(shù)字攝像機成像系統(tǒng)的光敏面上。在載荷作用下，橋梁會發(fā)生位移時，發(fā)光靶標會隨著橋梁的移動而產生位移，這就導致發(fā)光靶標在攝像機像面上所成像點的位置相應發(fā)生變化。據(jù)此，可計算出橋梁實際的撓度。為了使橋梁撓度監(jiān)測數(shù)據(jù)更為精確，當?shù)孛媪炼鹊蜁r，可以使用發(fā)光靶標；當?shù)孛婀饬炼容^高時，則可以用反射靶標來代替發(fā)光靶標。這樣就使系統(tǒng)更加完善，可以對橋梁的撓度進行長期、在線監(jiān)測。

5機器人測量法

測量機器人是將光電測距系統(tǒng)、伺服馬達驅動系統(tǒng)、電子測角系統(tǒng)、影像傳感器和自動目標識別機等整合于一體，它能夠進行自動搜索并鎖定目標，自動將獲取的角度、距離、坐標及影像等信息資料記錄下來。操作時，先在橋上安裝目標棱鏡，然后利用機器人測量出合作目標的幾何信息，然后計算出橋梁的撓度值。使用機器人觀測撓度時，儀器應盡量安置在靠近目標點的位置。后視點要布設在穩(wěn)定的位置上，這樣可以讓檢核儀器保持穩(wěn)定。在條件允許情況下，應盡量布置在橋垮以外橋墩對應位置的橋面上，可以避免橋梁大幅震動對儀器電子器產生干擾。在加載之前，觀測后視點A的標尺讀數(shù)為h_a，目標點B的標尺讀數(shù)h_b1；加載之后，再觀測后視點A的標尺讀數(shù)h_a2，目標B點的標尺讀數(shù)h_b2，則目標點的撓度值公式為：

f=（h_a2-h_b2）-（h_a1-h_b1）。

在具體操作時需要注意以下幾方面：（1）測量機器人適且于跨徑大、縱坡大的橋梁，其觀測速度較高，精準度也較為可靠。（2）為了提高觀測的精確度，可以對同一目標進行重復觀測。目前，湖南大學已采用這種測量法對100多座橋梁的撓度進行了測試，它正在橋梁撓度測量中發(fā)揮著越來越重要的作用。

6結語

隨著測量科學技術的發(fā)展，連通管、傾角儀、激光圖像、光電成像以及機器人式等自動測量適用得越來越廣，但它們各有不同的操作規(guī)范與適用范圍。在具體操作時，要根據(jù)客觀與主觀的不同條件慎重選擇，發(fā)揮主、客觀優(yōu)勢，力爭測出精確數(shù)據(jù)，并對撓度做出準確判斷。

工信部、國開行支持開展水泥窯協(xié)同處置生活垃圾等固體廢物項目建設

工業(yè)和信息化部、國家開發(fā)銀行2017年4月2，4日下發(fā)工信廳聯(lián)節(jié)函[20171234號通知將聯(lián)合開展2017年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展重點信貸項目推薦工作。支持企業(yè)、節(jié)能服務公司、節(jié)能環(huán)保裝備企業(yè)單獨或以聯(lián)合體的形式，實施節(jié)能與綠色化改造項目、支持重點用能企業(yè)建設能源管控中心、支持企業(yè)采用大氣、水、涉重金屬重點工業(yè)行業(yè)清潔生產技術推行方案、揮發(fā)性有機物削減行動計劃和路線圖中的技術進行清潔生產技術改造。支持企業(yè)開展綠色設計、支持企業(yè)實施大宗工業(yè)固廢綜合利用項目和再生資源回收利用項目。其中支持開展水泥窯協(xié)同處置生活垃圾等固體廢物項目建設。要求按照自愿原則，申請單位（含中央企業(yè)）向項目所在地省級（含計劃單列市，下同）工信部主管部門提出項目申請。工信部會同國家開發(fā)銀行組織行業(yè)專家對申報項目進行審核，確定《推薦目錄》。國家開發(fā)銀行根據(jù)《推薦目錄》，獨立審貸，為滿足授信條件的項目提供差異化的融資支持，貸款期限一般為5-10年。

（來源：數(shù)字水泥網）