T梁静载试验仪器设备.docx

T梁静载试验仪器设备T梁静载试验仪器设备(一)第三节 静载试验仪器设备 第三节 静载试验仪器设备 桥梁静载试验时需测构造的反力、应变、位移、倾角、裂缝等物理量，应选择适当的仪器进展量测常用的仪器有百分表、千分表、位移计、应变仪、应变计〔应变片〕、精细水准仪、经纬仪、倾角仪、刻度放大镜等这些测试仪器按其工作原理可分为机械测试仪器、电测仪器、光测仪器等机械式仪器具有安装与便用便利、快速、读数牢靠的优点，但须要搭设观脚手架，而且运用试验人员较多，观测读数费时，不便于自动记录；电测仪表安装调试比拟麻烦，影响测试的精度的因素也较多，但测试记录仪，较便利，便于数据自动采集记录，操作平安荷载试验应依据测试内容和量测值的大小选择仪器，试验前应对测试值进展理论分析估计，选择仪器的精度和量测范围，同时满意《马路旧桥承载实力鉴定方法》中对仪器精度和量测范围的要求，本节介绍几种常用的仪器设备 一、机械式位移计 机械式位移计包括百分表、千分表及张线式位移和挠度计等；其构造和工作原理根本一样，主要区分在于精度和量程不同 百分表和千分表多功能义表、，与其它附属装置配套后可用于量测位移、应变、力、倾角等。

1．百分表的根本构造 2．运用方法 运用时，百分表装在表座上〔目前大都采纳磁性表座〕，表架安装在临时特地搭设的支架上，支架应具有必须的刚度，并与被测构造物分开 将测杆触头抵在测点上，借助弹簧的运用，使其接触严密当测点沿〔或背向〕测杆方向发生位移时，推动〔或放松〕测杆，使测杆的平齿带动小齿轮、小齿轮又和它同轴的大齿轮一起转动，最终使指针齿轮和指针旋转，经过一系列放大之后；便在表盘上指示出位移值 3．便用时应汪意的事项 〔1〕运用时，只能拿取外壳，不得随意推动测杆，幸免磨损机件，影响放大倍数留意爱护触头，触头上不得有伤痕 〔2〕安装时，要使测杆与欲测的位移的方向相同，或者与被测物体外表保持垂直并留意位移的正反方向和大小，以便调整测杆，使百分表有相宜的测量范围 〔3〕百分表架要安设稳妥，表架上各个螺丝要拧紧，但当颈夹住百分表的轴颈时，不行夹得过紧，否那么会影响测杆移动 〔4〕百分表安装好，可用铅笔头在表盘上轻轻敲击，看指针摇摆状况假设指针不动或绕某一固定值在小范围内左右摇摆，说明安装正常 〔5〕百分表运用日久或经过拆洗修理后，必需进展标定，标定可在特地的百分表、千分表校正仪上进展。

千分表与百分表使作方法完全一样 4.用位移计测挠度与变位 用位移计测挠度或某点的位移时，要留意位移的相对性，位 哆计的定点〔表壳〕和动点〔测杆〕必需分别和相对位移的两点连 妾 位移针可装在各种表架上，通常用颈箍夹住羡的轴颈，也可用其他方式将表壳或轴颈固定在某一个定点，测吁可干脆顶住试件测点 应用位移计量挠度与变位时，应留意以下问题： 〔1〕作为固定位移计的不动点支架必需有足够的刚性采纳磁性或万能百分表架时，表架连杆不行挑出大长因为位移汁测杆顶住测点时，有必须的反力压在连杆上，假如连杆或支架为柔性较大，就会在该压力作用下产生变形这样，当构造变形付，仪表就不动或跳动，反映不出测点的真正位移值 〔2〕位移计测杆与所量测的位移方向完全相同＝测点外表需经必须处理，如在混凝土、木材等外表粘贴小块玻璃片或金属薄片等，以幸免构造变形后，由于测点垂直于百分表测杆方向的位移，而使位移计产生误差这种误差有时会很大假如上述方式还缺乏以消退误差，那么不应将位移测杆干脆顶住测点，而须采纳其他方式 〔3〕位移计运用前后要细致检查测杆上下活动是否敏捷。

由于灰尘落人或表架颈拧过紧等都会影响杆上下运动的敏捷性 5．用位移计测应变 应变，就是构造上某区段纤维长度的相对改变〔ε=ΔL/L〕应变仪就是用来测定这个长度改变的仪器 采纳特制的夹具将位移计安装在构造外表测定应变，具有精度高、量程大的特点当应变值改变范围很大或需用大标距测定应变时，采纳这种装置是特别适宜的 固定位移计和顶杆的夹具，可用钢、铜或铝合金等制成，遵照选定的标距以粘贴或预埋的方式固定在构造需量测应变的部位上 粘贴是最常用的固定方式在混凝土构造上贴夹具时，应先将混凝土外表用砂轮打磨，除去泥灰再用细砂布略为磨光，用丙酮等擦净夕随后用胶粘剂将夹具按选定的标距粘上，待胶粘剂固化后，即可安装位移计进展量测 位移计应变量测装置主要用于量测构造构件的轴向应变常用的量测标距对混凝土为10-20m，对砖石砌体那么更大 对受荷载后会发生曲率改变的构件，不宜用位移计应变量测装置来测定其外表的应变因为位移计测杆与构件外表之间有一段距离，当构件发生曲率改变时，所测得的应变有时是虚应变〔又称视应变〕，同时顶杆与位移计测杆接触点发生移动影响量测因此，仅当构件截面变形满意平截面假定，且曲率改变很小时，才能从所测得的虚应变值，推算出实际应变。

二、手持式应变仪 当须要在现场较长期连续地观测构造的应变时，一般的应变仪不适用，手持式应变仪那么比拟适用 此仪器的主要局部是千分表，它固定在一根金属杆上，其测杆那么自由地顶在另一金属杆的突出局部上、两金属杆之间用两片富有弹性的薄钢片相连，因而能平行地相对移动，每根金属杆的一端带有一个尖形插轴，两插轴间的距离L即仪器的标距后二次读数差即为构造在区段L内的变形ΔL ，除以标距L即得杆件的应变值 仪器的各局部合理地选用不同膨胀系数的金属制造，因而使仪器读数受仪器本身的温度影响得到最大限度的消退 仪器不是固定在测点上，而是读数对才安上去因此，为了保证仪器工作稳定牢靠，标距两端的小孔必需钻得和仪器的插轴钢尖相吻合因测量时仪器钢尖和测孔之间的按触稳定与否，干脆影响到量测的精确性，假如测孔打得不标准，将使钢尖和测孔的接触极不稳定，增大读数误差，甚至无法读取稳定的读数关于测孔的制作方法建议如下 〔1〕钢构造可在杆件上干脆钻孔 〔2〕圬工或木质构件那么可粘贴特制的钢脚标〔用环氧树脂粘接剂粘贴〕 运用此种仪器，尚有一温度影响问题，即在长期量测过程中，初读数和加载数不行能在同一温度条件下读取，因此在量测读数中不仅包含了受载应变ε。

而且还包含了混度应变 εt，为了从读数中扣除温度局部的影响，就要在量测过程中进展“温度补偿”一般较常用的温度补偿方法是采纳与构造同一材料的“补偿块”，和杆件放在一起，同时取得读数，从“补偿块”上取得的读数为单纯的温度应变，并将此应变作为构造的温度应变εt但是，补偿块与构造两者体积差异极为悬殊，两者对气温改变的敏感程度差异很大，由于补偿块体积小，能在短时间内跟上气温的改变，而构造表现为极大“滞后”因此在气温改变较大时 〔例如白天尸照状况下〕事实上无法起到补偿作用 为了到达补偿目的，依据量测的实践，建议采纳“横向温度补偿法”在布置测应变的测点的同时，在垂直方向布置测点 量测时应留意：手持式应变仪操作简洁；但量测的精度会随操作人员和每次操作方式的变更而变更，所以，量测时不宜更换运用者；要使仪器与试件外表垂直；每次对仪器施加的压力要尽量相等，并使仪器插足时应在同一孔穴等，以减小量测误差 三、水准管式倾角仪 水准管式倾角仪的构造，其原理是利用高灵敏度的永准管乘测定构造节点、截面或支座处转角水准管安置在弹簧片上，一端铰接于基座弹簧片便另一端上升，但被测微计的微调螺丝顶住。

将仪器用夹具装在测点后，用微调螺丝使水准管的气泡调平居中，构造变形后气泡漂移，再转动微调螺丝使气泡重新居中；度盘上前后二次读数差即代表该测点的转角这种仪器最小读数有的可达1”-2”，量程为30 这种仪器的优点为尺寸小，精度高，运用简便缺点是受外界温度影响很大，且不宜受阳光爆晒，以免水准管爆裂 四、电阻应变仪 用电阻式应变仪测试桥梁构造应变时需用应变仪和电阻 应变片〔应变计〕协作运用 1．电阻应变片 电阻应变片又称电阻应变计，简称应变片或电阻片它是非电量电测中最重要的变换器 应变片电测法与其他测试方法比拟，有如下的一些优点 ①灵敏度高由于利用电阻片将非电器转换电器，再经电子仪器进展放大、显示和记录， 所以能获得很高的放大倍数，从而到达很高的灵敏度电阻应变仪可以准确地辨别出1 x 10-6应变，这个应变的量级对于钢材而言相当于0.2MPa的应力 ②电阻片尺寸小且粘贴坚固这个特点非常重要当前某些工程构造〔如船体、桥梁、飞机、衍架等〕进展全面的应力分析时，往往要测量数十点甚至数百点的应力，电阻片很简单大量粘贴运用对于构造非常紧凑以至其他测量仪表〔如杠杆引伸仪〕根本无法安装的状况下，电测法就能发挥很大的作用。

尺寸大小另一个重要意义在于可以用来测量局部应力此时此刻电阻片的标距甚至可以小于1mm，这对于应力集中厦的测量比拟适宜 ③电阻片质量小这是一个突出的优点它使得电测不仅可以作静态应力的测量，而且 可以在动态应力分析方面发挥独特作用对一系列重要的动力学参数〔如加速度、振幅、频率冲击力及爆炸压力等〕能够比拟准确地进展试验探究同时应变片的基长可以制作得很短，并且有根高的频率响应实力、、因此在应变梯度较大的构件上测量时仍能获得必须的精确度在高频动应变测量中具有很好的动态响应 ④可以在高温〔800-101℃〕、低温〔-101-70℃〕、高压〔上万个大气压〕、高速旋转〔几 千转／mm-几万转／mm〕、核幅射等特别条件下胜利的运用 此外，由于应变片输出是电信号，就易于实现测量数字化和自动化应变片已在试验应力分析、断裂力学、静、动态试验、宇航工程中都有广泛的用途 应变片电测法在用于对构造物外表应变测量时的主要缺点是：粘贴工作量大，重复运用困难等为克制这些缺点，人们利用电阻应变片的工作原理通过某种转换器间接地测定出被测量的数值这种转换器称为电阻式应变传感器 〔1〕电阻应变片的构造 绕线式应变片主要由敏感元件、基底、覆盖层和引出线等几局部组成。

①敏感丝栅是应变片的主要元件，一般由康酮、镍铬合金制成 ②基底和覆盖层起定位和爱护应变片几何形态的作用，也起到与被测试试件之间电绝缘 作用纸基常用厚度0.015-0.02mm机械强度高、绝缘性能好的纸张制作胶基那么用性能稳定、绝缘度高、耐腐蚀的聚合胶制成其它有特别要求的应变片，可采纳不同的材料做成基底 ③引出线是用以连接导线的过渡局部，一般用直径约为0.15-0.30mm的金属丝 ④粘结剂把丝栅基底和覆盖层坚固地粘结成一个整体 〔2〕电阻应变片的分类 ： 、 应变片的种类许多，至今各种规格的应变片已有二万多种依据不同的方法，有如下的分类 此外，按敏感栅的长度分，有大标距应变片和小标距应变片；按敏感栅形态分，有单轴应变片和应变花还有各种特别用途的应变片如防磁应变片、防水应变片、埋人式应变片、层式应变片、可拆式应变片、疲惫寿命片、测压片、无基底式应变片、大应变片、裂缝探测片、温度自补偿应变片等 ①金属丝式应变片 金属丝式应变片最常用的形式为丝绕式，又称为圆角线栅式它的制造设备和 技术都较简便，但横向灵敏度较箔式应变片为大〔横向灵敏度会给测量。