斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備與方法，包括橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索的監(jiān)測，在斜拉橋換索工程施工中，采用經(jīng)緯儀監(jiān)測斜拉橋橋面的中心線，采用水準(zhǔn)儀監(jiān)測斜拉橋橋面、橋臺頂面的標(biāo)高，采用索塔擺動測試激光發(fā)射裝置、索塔擺動靶點裝置監(jiān)測索塔的傾斜度與擺動，采用拉線式光電位移傳感器監(jiān)測主梁的線位移，采用光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀監(jiān)測主梁的撓度，采用連通管式構(gòu)件傾斜傳感器監(jiān)測主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度，采用臂式角位移傳感器監(jiān)測主梁結(jié)構(gòu)的角位移，采用三維擺動傳感器監(jiān)測主梁的擺動。該些在斜拉橋換索工程中所用的監(jiān)測儀器設(shè)備，能系統(tǒng)、連續(xù)、實時地對斜拉橋進行監(jiān)測，為斜拉橋換索工程施工提供技術(shù)保障。
【專利說明】斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在斜拉橋換索工程施工時對其橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索進行監(jiān)測的儀器設(shè)備與方法，具體的說是一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，有些斜拉橋在運行過程中，由于荷載、材質(zhì)、維護、施工、設(shè)計、環(huán)境等因素的影響，使得斜拉橋的拉索發(fā)生銹蝕、斷裂、掉落等質(zhì)量問題，涉及到了斜拉橋的安全與功能，須及時進行換索和調(diào)整主梁、索塔、拉索的受力狀態(tài)。但現(xiàn)有斜拉橋換索工程施工時使用的監(jiān)測儀器設(shè)備與方法，均不能系統(tǒng)、連續(xù)、實時地對主梁、索塔、拉索等進行監(jiān)測，無法快速、及時地反映出斜拉橋在換索中的受力、變位、擺動等的情況，無法及時對換索工序、索力等的調(diào)整提供技術(shù)依據(jù)，無法有效控制斜拉橋換索工程施工的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對目前斜拉橋換索監(jiān)測儀器設(shè)備的不足，本發(fā)明提出了一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備與方法，它能系統(tǒng)、連續(xù)、實時地對斜拉橋的橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索進行監(jiān)測，為斜拉橋換索工程施工提供技術(shù)保障。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備，包括有所述斜拉橋的橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索，采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、索塔擺動測試激光發(fā)射裝置1、索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I1、索塔擺動靶點裝置1、索塔擺動靶點裝置I1、風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)頻率儀、拉線式光電位移傳感器a、拉線式光電位移傳感器b、拉線式光電位移傳感器C、拉線式光電位移傳感器d、拉線式光電位移傳感器e、拉線式光電位移傳感器f、拉線式光電位移傳感器g、拉線式光電位移傳感器h、拉線式光電位移傳感器1、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的水平激光基準(zhǔn)器a、測點器a、測點器b、測點器C、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的水平激光基準(zhǔn)器b、測點器d、測點器e、測點器f、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的水平激光基準(zhǔn)器C、測點器g、測點器h、測點器1、測點器j、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a的水位傳感裝置a和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b的水位傳感裝置b和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器c的水位傳感裝置c和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d的水位傳感裝置d和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e的水位傳感裝置e和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f的水位傳感裝置f和連通管、臂式角位移傳感器、三維擺動傳感器a、三維擺動傳感器b、三維擺動傳感器C、三維擺動傳感器d、三維擺動傳感器e、三維擺動傳感器f、應(yīng)變片、拾振器、頻率傳感器的儀器設(shè)備進行監(jiān)測，所述斜拉橋引用大地的測量網(wǎng)和水準(zhǔn)點，對其橋面中心線、橋面標(biāo)高、橋臺標(biāo)高進行監(jiān)測，在所述斜拉橋左半橋與右半橋的橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索上的監(jiān)測儀器設(shè)備，及其該些儀器設(shè)備的安裝位置均相同。
[0005]在所述索塔底部的上游側(cè)安裝有索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I，在所述索塔頂部的上游側(cè)面上安裝有索塔擺動靶點裝置I，在所述索塔底部的下游側(cè)安裝有索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II，在所述索塔中部的下游側(cè)面上安裝有索塔擺動靶點裝置II，所述索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I對準(zhǔn)索塔擺動靶點裝置I發(fā)射激光，監(jiān)測所述索塔頂部沿橋縱向、橋橫向的傾斜度與擺動；所述索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II對準(zhǔn)索塔擺動靶點裝置II發(fā)射激光，監(jiān)測所述索塔中部沿橋縱向、橋橫向的傾斜度與擺動，另外，在兩岸所述斜拉橋的觀測點，采用經(jīng)緯儀校核監(jiān)測所述索塔的傾斜度，在所述索塔的頂部安裝有風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)頻率儀，監(jiān)測所述斜拉橋所受的風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)頻率。
[0006]在所述橋臺的臺帽上安裝有拉線式光電位移傳感器a、拉線式光電位移傳感器b、拉線式光電位移傳感器C，所述拉線式光電位移傳感器a、拉線式光電位移傳感器b、拉線式光電位移傳感器c的拉線掛鉤，分別掛在所述橋臺處主梁底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移；在所述橋墩的墩身上安裝有拉線式光電位移傳感器d、拉線式光電位移傳感器e、拉線式光電位移傳感器f，所述拉線式光電位移傳感器d、拉線式光電位移傳感器e、拉線式光電位移傳感器f的拉線掛鉤，分別掛在所述橋墩處主梁底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移；在所述索塔的塔身上安裝有拉線式光電位移傳感器g、拉線式光電位移傳感器h、拉線式光電位移傳感器i，所述拉線式光電位移傳感器g、拉線式光電位移傳感器h、拉線式光電位移傳感器i的拉線掛鉤，分別掛在所述索塔處主梁底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移，在所述橋臺臺身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的水平激光基準(zhǔn)器a，在所述主梁底面沿橋中心線的1/4邊跨、1/2邊跨、3/4邊跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的測點器a、測點器b、測點器C，所述水平激光基準(zhǔn)器a的三個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器a、測點器b、測點器c發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋邊跨主梁的撓度；在所述橋墩墩身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的水平激光基準(zhǔn)器b，在所述主梁底面沿橋中心線的1/4次中跨、1/2次中跨、3/4次中跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的測點器d、測點器e、測點器f，所述水平激光基準(zhǔn)器b的三個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器d、測點器e、測點器f發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋次中跨主梁的撓度；在所述索塔塔身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的水平激光基準(zhǔn)器C，在所述主梁底面沿橋中心線的1/8中跨、1/4中跨、3/8中跨、1/2中跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的測點器g、測點器h、測點器1、測點器j，所述水平激光基準(zhǔn)器c的四個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器g、測點器h、測點器1、測點器j發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋半中跨主梁的撓度，在橋臺處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a的兩只水位傳感裝置a，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋臺處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置a連通，所述的兩只水位傳感裝置a和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋臺處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋邊跨跨中處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b的兩只水位傳感裝置b，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋邊跨跨中處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置b連通，所述的兩只水位傳感裝置b和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋邊跨跨中處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋墩處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器C，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器c的兩只水位傳感裝置C，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋墩處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置C連通，所述的兩只水位傳感裝置C和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋墩處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋次中跨跨中處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d的兩只水位傳感裝置d，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋次中跨跨中處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置d連通，所述的兩只水位傳感裝置d和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋次中跨跨中處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在索塔處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e的兩只水位傳感裝置e，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在索塔處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置e連通，所述的兩只水位傳感裝置e和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測索塔處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋中跨跨中處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f的兩只水位傳感裝置f，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋中跨跨中處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置f連通，所述的兩只水位傳感裝置f和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋中跨跨中處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度，在所述斜拉橋的橋臺、邊跨跨中、橋墩、次中跨跨中、索塔、中跨跨中處主梁橫斷面結(jié)構(gòu)內(nèi)有兩只臂式角位移傳感器，該兩只所述臂式角位移傳感器分別安置在所述主梁橫斷面兩側(cè)的腹板上，所述臂式角位移傳感器的靠輪抵靠于所述主梁橫斷面的頂板，監(jiān)測所述主梁橫斷面結(jié)構(gòu)的角位移，在橋臺處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器a，所述三維擺動傳感器a的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋臺處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋邊跨跨中處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器b，所述三維擺動傳感器b的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋邊跨跨中處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋墩處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器C，所述三維擺動傳感器c的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋墩處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動上的幅度、頻率；在橋次中跨跨中處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器d，所述三維擺動傳感器d的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋次中跨跨中處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在索塔處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器e，所述三維擺動傳感器e的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測索塔處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋中跨跨中處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器f，所述三維擺動傳感器f的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋中跨跨中處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋臺、1/4邊跨、1/2邊跨、3/4邊跨、橋墩、1/4次中跨、1/2次中跨、3/4次中跨、索塔、1/8中跨、1/4中跨、3/8中跨、1/2中跨處所述主梁的上、下邊緣上，沿橋中心線粘貼有應(yīng)變片，由應(yīng)變儀測試出主梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，再通過換算，監(jiān)測所述主梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力；在所述斜拉橋的橋面上平行橋中心線等距安置有數(shù)只拾振器，采用拾振儀測試出主梁的固有頻率、振型等，監(jiān)測所述主梁的動力特性。
[0007]在設(shè)計指定的所述拉索上安裝有頻率傳感器，每更換一根拉索的前、后，以及換索過程中監(jiān)測該些所述拉索的拉力，采用內(nèi)置有壓力傳感器和液壓缸式延伸量傳感器的雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備，當(dāng)千斤頂張拉換上的新拉索時，由該雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備監(jiān)測所述拉索的張拉力、延伸量，在所述橋墩墩身上沿豎向軸線方向粘貼有應(yīng)變片，由應(yīng)變儀測試出橋墩結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，再通過換算，監(jiān)測所述橋墩的應(yīng)力。
[0008]一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的方法，依次按以下步驟進行: (1)制定出斜拉橋換索工程的監(jiān)測方案，做斜拉橋換索工程監(jiān)測的準(zhǔn)備工作；
(2)按斜拉橋換索工程監(jiān)測的方案，在斜拉橋的橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索上安裝監(jiān)測儀器設(shè)備；
(3)所有監(jiān)測儀器設(shè)備進行調(diào)試，并擬定出斜拉橋換索時發(fā)生緊急情況的監(jiān)測預(yù)案；
(4)換索前的階段，在阻斷交通和停工的情況下，定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺頂面標(biāo)高、索塔傾斜度與擺動、主梁線位移、主梁撓度、主梁橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁結(jié)構(gòu)角位移、主梁擺動、主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力、主梁動力特性、拉索拉力、橋墩結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測；
(5)換索階段中，在阻斷交通的情況下，實時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋的索塔傾斜度與擺動、主梁線位移、主梁撓度、主梁橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁結(jié)構(gòu)角位移、主梁擺動、拉索拉力、拉索張拉時張拉力與延伸量進行監(jiān)測；以及定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺頂面標(biāo)高、主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力、橋墩結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測；
(6)換索后的階段，在阻斷交通和停工的情況下，定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺頂面標(biāo)高、索塔傾斜度與擺動、主梁線位移、主梁撓度、主梁橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁結(jié)構(gòu)角位移、主梁擺動、主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力、主梁動力特性、拉索拉力、橋墩結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測；
(7)提交監(jiān)測報告，完成斜拉橋換索工程監(jiān)測的工作。
[0009]本發(fā)明中斜拉橋換索監(jiān)測的儀器設(shè)備基于以下工作原理:
索塔擺動測試激光發(fā)射裝置1、索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I1、索塔擺動靶點裝置1、索塔擺動靶點裝置II監(jiān)測索塔傾斜度與擺動的工作原理:索塔在固有頻率、主梁荷載、拉索索力、風(fēng)載等作用下，會發(fā)生傾斜與擺動?，F(xiàn)由安裝在索塔底部上游側(cè)的索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I的索塔擺動測試激光發(fā)射器a，向安裝在所述索塔頂部上游側(cè)面上的索塔擺動靶點裝置I的索塔擺動靶點器a發(fā)射激光，來測試索塔頂部沿橋橫向的傾斜度與擺動；由安裝在索塔底部上游側(cè)的索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I的索塔擺動測試激光發(fā)射器b，向安裝在所述索塔頂部上游側(cè)面上的索塔擺動靶點裝置I的索塔擺動靶點器b發(fā)射激光，來測試索塔頂部沿橋縱向的傾斜度與擺動；由安裝在索塔底部下游側(cè)的索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II的索塔擺動測試激光發(fā)射器C，向安裝在所述索塔中部下游側(cè)面上的索塔擺動靶點裝置II的索塔擺動靶點器C發(fā)射激光，來測試索塔頂部沿橋橫向的傾斜度與擺動；由安裝在索塔底部下游側(cè)的索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II的索塔擺動測試激光發(fā)射器d，向安裝在所述索塔中部下游側(cè)面上的索塔擺動靶點裝置II的索塔擺動靶點器d發(fā)射激光，來測試索塔中部沿橋縱向的傾斜度與擺動。由于索塔擺動測試激光發(fā)射器a、索塔擺動測試激光發(fā)射器b、索塔擺動測試激光發(fā)射器C、索塔擺動測試激光發(fā)射器d的結(jié)構(gòu)、功能相同，所以是同種的索塔擺動測試激光發(fā)射器，以及索塔擺動靶點器a、索塔擺動靶點器b、索塔擺動靶點器C、索塔擺動靶點器d的結(jié)構(gòu)、功能相同，所以也是同種的索塔擺動靶點器。監(jiān)測時，安裝在索塔底部的索塔擺動測試激光發(fā)射器發(fā)射出相對固定不動的激光，照射到索塔擺動靶點器由數(shù)百根平行光導(dǎo)絲組成的光纖靶點器上，該光纖靶點器的光導(dǎo)絲把光線傳導(dǎo)給端部相對應(yīng)的光敏元件上，由該光敏元件傳輸出傳感的信號。因索塔的擺動，索塔擺動測試激光發(fā)射器發(fā)射出的激光點在索塔擺動靶點器光纖靶點器的光導(dǎo)絲上橫向來回移動，測得間隔最遠(yuǎn)被照射到激光的兩根光導(dǎo)絲的距離，便能監(jiān)測得索塔在該方向上的擺幅，并測試出每次擺動間隔的時間，便能監(jiān)測得索塔在該方向上擺動的頻率。由于索塔擺動靶點器a、索塔擺動靶點器c的中心線按平行于橋中心線安裝在索塔上，即索塔擺動靶點器a、索塔擺動靶點器c的光纖靶點器光導(dǎo)絲平行于橋中心線方向排列，所以索塔擺動靶點器a、索塔擺動靶點器c能監(jiān)測索塔沿橋橫向的擺動；又由于索塔擺動靶點器b、索塔擺動靶點器d的中心線按垂直于橋中心線安裝在索塔上，即索塔擺動靶點器b、索塔擺動靶點器d的光纖靶點器光導(dǎo)絲垂直于橋中心線方向排列，所以索塔擺動靶點器b、索塔擺動靶點器d能監(jiān)測索塔沿橋縱向的擺動。用量測設(shè)備測得索塔擺動測試激光發(fā)射器至索塔擺動靶點器光纖靶點器的鉛直距離，設(shè)該鉛直距離為I。斜拉橋在換索前，測得光纖靶點器上激光擺動的中心點為原點xo。斜拉橋在換索中，測得光纖靶點器上激光擺動的中心點為X1。設(shè)斜拉橋在換索前與換索中，光纖靶點器上兩個激光擺動的中心點之差為X，即X=X1-Xtlt5則:測得索塔在該方向上的傾斜度為Θ，Β卩0=arctgX/y。所以，索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I與索塔擺動靶點裝置I能監(jiān)測索塔頂部沿橋縱向、橋橫向的傾斜度，以及索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II與索塔擺動靶點裝置II能監(jiān)測索塔中部沿橋縱向、橋橫向的傾斜度。同時，在索塔擺動靶點器a、索塔擺動靶點器b、索塔擺動靶點器C、索塔擺動靶點器d內(nèi)部各自設(shè)置了輔助用的一只擺動傳感器，每只擺動傳感器內(nèi)安置有一根懸壁板。將索塔擺動靶點器a、索塔擺動靶點器c內(nèi)的擺動傳感器的懸臂板板面豎直，且板軸線與橋中心線平行設(shè)置，以及索塔擺動靶點器b、索塔擺動靶點器d內(nèi)的擺動傳感器的懸臂板板面豎直，且板軸線與橋中心線垂直設(shè)置。由于該些懸臂板的橫斷面為矩形薄板，其板厚尺寸遠(yuǎn)比板寬的小，即懸臂板在板厚方向的剛度遠(yuǎn)比板寬方向的小，所以當(dāng)索塔擺動時，板軸線垂直于索塔擺動方向的懸臂板在慣性力作用下會產(chǎn)生變形而擺動，懸臂板板端的磁鐵塊，隨著懸臂板的擺動而擺動，切換著與磁鐵塊間隔△距離的磁敏元件上的磁力線，磁敏元件輸出的傳感信號隨磁力線強度變化大小，由磁敏元件輸出傳感信號的大小來獲得索塔的擺幅。所以，索塔擺動靶點器a、索塔擺動靶點器b、索塔擺動靶點器C、索塔擺動靶點器d的擺動傳感器能校核監(jiān)測索塔的頂部、中部沿橋縱向、橋橫向擺動的幅度與頻率。
[0010]所述拉線式光電位移傳感器監(jiān)測主梁線位移的工作原理:把拉線式光電位移傳感器安裝于相對不位移的物體上，從拉線式光電位移傳感器拉出的拉線掛鉤掛在被測物體的掛環(huán)上，依靠拉線式光電位移傳感器內(nèi)置盤簧回縮的彈力，將拉線始終繃緊。當(dāng)被測物體發(fā)生位移時,帶動拉線式光電位移傳感器的拉線拉出或縮回，經(jīng)拉線式光電位移傳感器內(nèi)部傳動機構(gòu)的傳動，由調(diào)制輪切換兩只光電斷續(xù)器上的光線，兩只光電斷續(xù)器輸出相應(yīng)的傳感信號。若被測物體產(chǎn)生的位移大，調(diào)制輪轉(zhuǎn)動的次數(shù)就多，調(diào)制輪切換兩只光電斷續(xù)器上光線的次數(shù)多，即傳感信號輸出信號的次數(shù)就多?，F(xiàn)在橋臺、橋墩、索塔上各自安裝三只拉線式光電位移傳感器，每處的三只拉線式光電位移傳感器的拉線掛鉤分別沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向掛于主梁底部的三只掛鉤上，所以拉線式光電位移傳感器能監(jiān)測主梁沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移。
[0011]所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀監(jiān)測主梁撓度的工作原理:在相對不位移的橋臺、橋墩、索塔上的下游側(cè)安裝光電式建`筑構(gòu)件撓度測試儀的水平激光基準(zhǔn)器，在橋跨的主梁底面沿橋中心線依次等距安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀的數(shù)只測點器，所述水平激光基準(zhǔn)器上的數(shù)只激光發(fā)射器，各自對應(yīng)地向所述測點器發(fā)出水平的基準(zhǔn)激光，所述測點器內(nèi)的傳動機構(gòu)帶動取光器在滑軌上豎向往返滑行的同時，帶動位移傳感器輸出信號，以起初取光器獲得初基準(zhǔn)激光為位移的“零”點，以測試時取光器獲得基準(zhǔn)激光的位移改變量為主梁所發(fā)生的撓度，所以光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀能測試出主梁在橋跨中指定部位的撓度。
[0012]所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器監(jiān)測主梁橫向扭轉(zhuǎn)度的工作原理:所述的連通管式構(gòu)件傾斜傳感器的兩個水位傳感裝置分別安裝在主梁的兩側(cè)，該兩只水位傳感裝置在主梁底面用連通管連通，在兩個水位傳感裝置和連通管內(nèi)注滿水，調(diào)整兩個水位傳感裝置的高度，將兩只水位傳感裝置的水壓力傳感器輸出的水壓力值相等時，即可進行主梁橫向扭轉(zhuǎn)度的監(jiān)測。當(dāng)主梁發(fā)生橫向扭轉(zhuǎn)度時，兩只水位傳感裝置的測壓管內(nèi)形成水位差A(yù) h，由所述的水壓力傳感器測試出水壓力差A(yù) P。根據(jù)《流體力學(xué)》知:水壓力p等于水容重Y與水位h之積，即P= Y h、A P= Y Ah或A h= A p/ Y ,現(xiàn)兩只水位傳感裝置相隔的距離為主梁的寬度L，則主梁的橫向扭轉(zhuǎn)角a=arCtgAh/L，所以連通管式構(gòu)件傾斜傳感器能測試出主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度。
[0013]所述臂式角位移傳感器的工作原理:臂式光電角位移傳感器固定于主梁的腹板上，靠盤簧彈力將活動置于臂桿一端的滑輪緊抵在主梁的頂板上。當(dāng)主梁的腹板與頂板之間產(chǎn)生的角位移，由臂桿帶動臂式光電角位移傳感器的主軸,經(jīng)臂式角位移傳感器內(nèi)部傳動機構(gòu)的傳動，齒輪組最小從動輪的調(diào)制輪快速旋轉(zhuǎn)，切換著兩只光電斷續(xù)器上的光線，兩只光電斷續(xù)器輸出相應(yīng)的傳感信號，所以臂式角位移傳感器能測試出主梁結(jié)構(gòu)的角位移。
[0014]所述三維擺動傳感器監(jiān)測主梁擺動的工作原理:在主梁內(nèi)的底板上安裝所述的三維擺動傳感器，并將該三維擺動傳感器的中心線與橋中心線平行，在所述的三維擺動傳感器內(nèi)安置有懸臂板a、懸臂板b、懸臂板C，且懸臂板a的最小截面慣性矩中心線平行于橋中心線，懸臂板b的最小截面慣性矩中心線垂直于橋中心線、懸臂板c的最小截面慣性矩中心線指向鉛直的方向；所述懸臂板a的板端安置有磁鐵塊a，沿懸臂板a板軸線外且與磁鐵塊a間隔A的位置安置有磁敏元件a ;所述懸臂板b的板端安置有磁鐵塊b，沿懸臂板b板軸線外且與磁鐵塊b間隔A的位置安置有磁敏元件b ;所述懸臂板c的板端安置有磁鐵塊C，沿懸臂板c板軸線外且與磁鐵塊c間隔A的位置安置有磁敏元件C。當(dāng)主梁沿橋縱向擺動時，懸臂板a會產(chǎn)生擺動，懸臂板a板端的磁鐵塊a來回切換磁敏元件a上的磁力線，磁敏元件a輸出相應(yīng)的擺動傳感信號；當(dāng)主梁沿橋橫向擺動時，懸臂板b會產(chǎn)生擺動，懸臂板b板端的磁鐵塊b來回切換磁敏元件b上的磁力線，磁敏元件b輸出相應(yīng)擺動的傳感信號；當(dāng)主梁沿鉛直方向擺動時，懸臂板c會產(chǎn)生擺動，懸臂板c板端的磁鐵塊c來回切換磁敏元件C上的磁力線，磁敏元件c輸出相應(yīng)的擺動傳感信號；當(dāng)主梁沿偏橋縱向擺動時，懸臂板a、懸臂板b均會產(chǎn)生擺動，懸臂板a板端的磁鐵塊a來回切換磁敏元件a上的磁力線，懸臂板b板端的磁鐵塊b來回切換磁敏元件b上的磁力線，且懸臂板a比懸臂板b切換磁力線的幅度大，磁敏元件a、磁敏元件b各自輸出相應(yīng)的擺動傳感信號。當(dāng)主梁的擺動消失后，該些懸臂板均逐漸恢復(fù)原靜止?fàn)顟B(tài)。以此類推，所述三維擺動傳感器能監(jiān)測主梁在任意方向上擺動的幅度、頻率。
[0015]所述應(yīng)變片監(jiān)測主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的工作原理:在所述主梁結(jié)構(gòu)上粘貼應(yīng)變片，當(dāng)主梁受力后發(fā)生變形，該些應(yīng)變片隨即也發(fā)生變形而改變其電阻值，再由應(yīng)變儀測試出其應(yīng)變值。根據(jù)“虎克定理”的應(yīng)力O等于結(jié)構(gòu)材料彈性模量E與應(yīng)變e之積，S卩O =Ee,經(jīng)換算得出主梁的應(yīng)力，所以應(yīng)變片能監(jiān)測主梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力。[0016]所述拾振器監(jiān)測主梁動力特性的工作原理:在所述主梁的頂面(橋面)上平行橋中心線等距安置數(shù)只拾振器，由拾振儀測試出主梁在每只拾振器位置的振幅、振動頻率，經(jīng)分析與處理得出所述主梁的振型、固有頻率等，所以拾振器能監(jiān)測主梁的動力特性。
[0017]所述頻率傳感器監(jiān)測拉索拉力的工作原理:在所述的拉索上安裝頻率傳感器，根據(jù)拉索所受的拉力F與振動頻率P的關(guān)系，即拉索受力F的大小與振動頻率P成正比，由頻率傳感器測試出所述拉索的頻率，經(jīng)換算得出拉索所受的拉力，所以頻率傳感器能監(jiān)測所述拉索的拉力。
[0018]所述雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備更換拉索時監(jiān)測拉索張拉力、延伸量的工作原理:所述雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備在液壓泵站的油路上安置有液壓油壓力傳感器和液壓缸式延伸量傳感器，由液壓油壓力傳感器測試出更換拉索時千斤頂?shù)膹埨?，由液壓缸式延伸量傳感器測試出更換拉索時千斤頂活塞桿的進尺量，該千斤頂活塞桿的進尺量等同于拉索的延伸量。由液壓泵輸送給所述液壓缸式延伸量傳感器左腔室高壓液壓油，將液壓缸式延伸量傳感器缸體內(nèi)的活塞向右推動，把液壓缸式延伸量傳感器右腔室內(nèi)液壓油輸送給千斤頂進行拉索的張拉工作。在活塞向右移動的同時，由液壓缸式延伸量傳感器缸體內(nèi)的活塞位移傳感器測量出活塞的位移量。根據(jù)千斤頂活塞桿進尺量與液壓缸式延伸量傳感器缸體給油量的關(guān)系，經(jīng)液壓缸式延伸量傳感器輸出液壓油體積與輸入千斤頂液壓油體積的換算，得出千斤頂活塞桿的進尺量(拉索延伸量)。設(shè)液壓缸式延伸量傳感器缸體的內(nèi)徑為D1,由活塞位移傳感器測出所述缸體內(nèi)活塞的位移量為L1,即液壓缸式延伸量傳感器輸送給千斤頂?shù)慕o油量為V1= D12L1^0又設(shè)千斤頂液壓缸的內(nèi)徑為D2,千斤頂活塞桿的進尺量為L2,即千斤頂液壓缸的進油量為V2= D22L2/4。根據(jù)流體力學(xué)的連續(xù)方程，即在連通管內(nèi)輸入流體量必等同于輸出流體量，所以液壓缸式延伸量傳感器給油量等于千斤頂進油量，即V1=V2，則:
D12L1A= n D22L2/4，拉索的延 伸量為L2=D12IVD22O所以雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備在更換拉索時能監(jiān)測拉索張拉力、延伸量。
[0019]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:本發(fā)明提出的一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備與方法，它能系統(tǒng)、連續(xù)、實時地對所述斜拉橋的橋面中心線位置、橋面標(biāo)高、橋臺標(biāo)高進行監(jiān)測，對所述索塔的傾斜度、擺動進行監(jiān)測，對所述主梁的線位移、撓度、橫向扭轉(zhuǎn)、角位移、擺動、應(yīng)力、動力特性進行監(jiān)測，對所述拉索的拉力、張拉力、延伸量進行監(jiān)測，對所述橋墩的應(yīng)力進行監(jiān)測，為斜拉橋換索工程施工提供技術(shù)保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明斜拉橋換索工程全橋前視的監(jiān)測工作示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明斜拉橋換索工程全橋俯視的監(jiān)測工作示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明斜拉橋換索工程索塔右側(cè)視的監(jiān)測工作示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明斜拉橋換索工程索塔前視的監(jiān)測工作示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明斜拉橋換索工程索塔后視的監(jiān)測工作示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明斜拉橋換索工程橋臺處主梁右側(cè)視的監(jiān)測工作示意圖。
[0026]圖7為本發(fā)明斜拉橋換索工程橋邊跨主梁前視的監(jiān)測工作示意圖。
[0027]圖8為本發(fā)明斜拉橋換索工程橋邊跨主梁仰視的監(jiān)測工作示意圖。
[0028]圖9為本發(fā)明斜拉橋換索工程橋墩處主梁右側(cè)視的監(jiān)測工作示意圖。[0029]圖10為本發(fā)明斜拉橋換索工程橋次中跨主梁前視的監(jiān)測工作示意圖。
[0030]圖11為本發(fā)明斜拉橋換索工程橋次中跨主梁仰視的監(jiān)測工作示意圖。
[0031]圖12為本發(fā)明斜拉橋換索工程索塔處主梁右側(cè)視的監(jiān)測工作示意圖。
[0032]圖13為本發(fā)明斜拉橋換索工程橋半中跨主梁前視的監(jiān)測工作示意圖。
[0033]圖14為本發(fā)明斜拉橋換索工程橋半中跨主梁仰視的監(jiān)測工作示意圖。
[0034]圖中標(biāo)號:I斜拉橋、2橋臺、3橋墩、4索塔、5主梁、6拉索、7河道、8索塔擺動測試激光發(fā)射裝置1、9索塔擺動測試激光發(fā)射裝置11、10索塔擺動靶點裝置1、11索塔擺動靶點裝置I1、12風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)頻率儀、13拉線式光電位移傳感器a、14拉線式光電位移傳感器b、15拉線式光電位移傳感器C、16拉線式光電位移傳感器d、17拉線式光電位移傳感器e、18拉線式光電位移傳感器f、19拉線式光電位移傳感器g、20拉線式光電位移傳感器h、21拉線式光電位移傳感器1、22水平激光基準(zhǔn)器a、23水平激光基準(zhǔn)器b、24水平激光基準(zhǔn)器C、25測點器a、26測點器b、27測點器c、28測點器d、29測點器e、30測點器f、31測點器g、32測點器h、33測點器1、34測點器j、35水位傳感裝置a、36水位傳感裝置b、37水位傳感裝置c、38水位傳感裝置d、39水位傳感裝置e、40水位傳感裝置f、41連通管、42臂式角位移傳感器、43三維擺動傳感器a、44三維擺動傳感器c、45三維擺動傳感器e、46應(yīng)變片、47拾振器、48頻率傳感器。
【具體實施方式】
[0035]參見圖1?圖14，為本發(fā)明的一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備，包括了對斜拉橋I的橋臺2、橋墩3、索塔4、主梁5、拉索6的監(jiān)測，其特征在于:所述斜拉橋I的橋臺2、橋墩3、索塔4、主梁5、拉索6，采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I 8、索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II 9、索塔擺動靶點裝置I 10、索塔擺動靶點裝置II 11、風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)頻率儀12、拉線式光電位移傳感器al3、拉線式光電位移傳感器bl4、拉線式光電位移傳感器cl5、拉線式光電位移傳感器dl6、拉線式光電位移傳感器el7、拉線式光電位移傳感器fl8、拉線式光電位移傳感器gl9、拉線式光電位移傳感器h20、拉線式光電位移傳感器i21、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的水平激光基準(zhǔn)器a22、測點器a25、測點器b26、測點器c27、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的水平激光基準(zhǔn)器b23、測點器d28、測點器e29、測點器f30、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的水平激光基準(zhǔn)器c24、測點器g31、測點器h32、測點器i33、測點器j34、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a的水位傳感裝置a35和連通管41、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b的水位傳感裝置b36和連通管41、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器c的水位傳感裝置c37和連通管41、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d的水位傳感裝置d38和連通管41、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e的水位傳感裝置e39和連通管41、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f的水位傳感裝置f40和連通管41、臂式角位移傳感器42、三維擺動傳感器a43、三維擺動傳感器b、三維擺動傳感器c44、三維擺動傳感器d、三維擺動傳感器e45、三維擺動傳感器f、應(yīng)變片46、拾振器47、頻率傳感器48的儀器設(shè)備進行監(jiān)測。所述斜拉橋I引用大地的測量網(wǎng)和水準(zhǔn)點，對其橋面中心線、橋面標(biāo)聞、橋臺2標(biāo)聞進行監(jiān)測。在所述斜拉橋I左半橋與右半橋的橋臺2、橋墩3、索塔4、主梁5、拉索6上的監(jiān)測儀器設(shè)備，及其該些儀器設(shè)備的安裝位置均相同。
[0036]在所述索塔4底部的上游側(cè)安裝有索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I 8，在所述索塔4頂部的上游側(cè)面上安裝有索塔擺動靶點裝置I 10，在所述索塔4底部的下游側(cè)安裝有索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II 9，在所述索塔4中部的下游側(cè)面上安裝有索塔擺動靶點裝置II 11。所述索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I 8對準(zhǔn)索塔擺動靶點裝置I 10發(fā)射激光，監(jiān)測所述索塔4頂部沿橋縱向、橋橫向的傾斜度與擺動；所述索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II 9對準(zhǔn)索塔擺動靶點裝置II 11發(fā)射激光，監(jiān)測所述索塔4中部沿橋縱向、橋橫向的傾斜度與擺動。另外，在兩岸所述斜拉橋I的觀測點，采用經(jīng)緯儀校核監(jiān)測所述索塔4的傾斜度。在所述索塔4的頂部安裝有風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)頻率儀12，監(jiān)測所述斜拉橋I所受的風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)頻率。
[0037]在所述橋臺2的臺帽上安裝有拉線式光電位移傳感器al3、拉線式光電位移傳感器bl4、拉線式光電位移傳感器cl5,所述拉線式光電位移傳感器al3、拉線式光電位移傳感器bl4、拉線式光電位移傳感器cl5的拉線掛鉤，分別掛在所述橋臺2處主梁5底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁5在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移；在所述橋墩3的墩身上安裝有拉線式光電位移傳感器dl6、拉線式光電位移傳感器el7、拉線式光電位移傳感器f 18，所述拉線式光電位移傳感器dl6、拉線式光電位移傳感器el7、拉線式光電位移傳感器fl8的拉線掛鉤，分別掛在所述橋墩3處主梁5底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁5在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移；在所述索塔4的塔身上安裝有拉線式光電位移傳感器gl9、拉線式光電位移傳感器h20、拉線式光電位移傳感器i21，所述拉線式光電位移傳感器gl9、拉線式光電位移傳感器h20、拉線式光電位移傳感器i21的拉線掛鉤，分別掛在所述索塔4處主梁5底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁5在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移。在所述橋臺2臺身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的水平激光基準(zhǔn)器a22，在所述主梁5底面沿橋中心線的1/4邊跨、1/2邊跨、3/4邊跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的測點器a25、測點器b26、測點器c27，所述水平激光基準(zhǔn)器a22的三個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器a25、測點器b26、測點器c27發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋I邊跨主梁5的撓度；在所述橋墩3墩身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的水平激光基準(zhǔn)器b23，在所述主梁5底面沿橋中心線的1/4次中跨、1/2次中跨、3/4次中跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的測點器d28、測點器e29、測點器f30，所述水平激光基準(zhǔn)器b23的三個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器d28、測點器e29、測點器f30發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋I次中跨主梁5的撓度；在所述索塔4塔身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的水平激光基準(zhǔn)器c24，在所述主梁5底面沿橋中心線的1/8中跨、1/4中跨、3/8中跨、1/2中跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的測點器g31、測點器h32、測點器i33、測點器j34，所述水平激光基準(zhǔn)器c24的四個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器g31、測點器h32、測點器i33、測點器j34發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋I半中跨主梁5的撓度。在橋臺2處所述主梁5的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a的兩只水位傳感裝置a35，分別安裝在所述主梁5的兩個側(cè)面上，在橋臺2處所述主梁5底面上有連通管41，該連通管41將兩只所述的水位傳感裝置a35連通，所述的兩只水位傳感裝置a35和連通管41內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋臺2處所述主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋邊跨跨中處所述主梁5的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b的兩只水位傳感裝置b36，分別安裝在所述主梁5的兩個側(cè)面上，在橋邊跨跨中處所述主梁5底面上有連通管41，該連通管41將兩只所述的水位傳感裝置b36連通，所述的兩只水位傳感裝置b36和連通管41內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋邊跨跨中處所述主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋墩3處所述主梁5的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器C，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器c的兩只水位傳感裝置c37，分別安裝在所述主梁5的兩個側(cè)面上，在橋墩3處所述主梁5底面上有連通管41，該連通管41將兩只所述的水位傳感裝置c37連通，所述的兩只水位傳感裝置c37和連通管41內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋墩3處所述主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋次中跨跨中處所述主梁5的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d的兩只水位傳感裝置d38，分別安裝在所述主梁5的兩個側(cè)面上，在橋次中跨跨中處所述主梁5底面上有連通管41，該連通管41將兩只所述的水位傳感裝置d38連通，所述的兩只水位傳感裝置d38和連通管41內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋次中跨跨中處所述主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；在索塔4處所述主梁5的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e的兩只水位傳感裝置e39，分別安裝在所述主梁5的兩個側(cè)面上，在索塔4處所述主梁5底面上有連通管41，該連通管41將兩只所述的水位傳感裝置e39連通，所述的兩只水位傳感裝置e39和連通管41內(nèi)注滿水，監(jiān)測索塔4處所述主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋中跨跨中處所述主梁5的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f的兩只水位傳感裝置f40，分別安裝在所述主梁5的兩個側(cè)面上，在橋中跨跨中處所述主梁5底面上有連通管41，該連通管41將兩只所述的水位傳感裝置f40連通，所述的兩只水位傳感裝置f40和連通管41內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋中跨跨中處所述主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度。在所述斜拉橋I的橋臺2、邊跨跨中、橋墩3、次中跨跨中、索塔4、中跨跨中處主梁5橫斷面結(jié)構(gòu)內(nèi)有兩只臂式角位移傳感器42，該兩只所述臂式角位移傳感器42分別安置在所述主梁5橫斷面兩側(cè)的腹板上，所述臂式角位移傳感器42的靠輪抵靠于所述主梁5橫斷面的頂板，監(jiān)測所述主梁5橫斷面結(jié)構(gòu)的角位移。在橋臺2處所述主梁5內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器a43，所述三維擺動傳感器a43的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋臺3處所述主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋邊跨跨中處所述主梁5內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器b，所述三維擺動傳感器b的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋邊跨跨中處所述主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋墩3處所述主梁5內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器c44，所述三維擺動傳感器c44的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋墩3處所述主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動上的幅度、頻率；在橋次中跨跨中處所述主梁5內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器d，所述三維擺動傳感器d的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋次中跨跨中處所述主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在索塔4處所述主梁5內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器e45，所述三維擺動傳感器e45的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測索塔4處所述主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋中跨跨中處所述主梁5內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器f，所述三維擺動傳感器f的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋中跨跨中處所述主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率。在橋臺2、1/4邊跨、1/2邊跨、3/4邊跨、橋墩3、1/4次中跨、1/2次中跨、3/4次中跨、索塔4、1/8中跨、1/4中跨、3/8中跨、1/2中跨處所述主梁5的上、下邊緣上，沿橋中心線粘貼有應(yīng)變片46，由應(yīng)變儀測試出主梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，再通過換算，監(jiān)測所述主梁5結(jié)構(gòu)的應(yīng)力。在所述斜拉橋I的橋面上平行橋中心線等距安置有數(shù)只拾振器47，采用拾振儀測試出主梁5的固有頻率、振型等，監(jiān)測所述主梁5的動力特性。
[0038]在設(shè)計指定的所述拉索6上安裝有頻率傳感器48，每更換一根拉索6的前、后，以及換索過程中監(jiān)測該些所述拉索6的拉力。采用內(nèi)置有壓力傳感器和液壓缸式延伸量傳感器的雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備，當(dāng)千斤頂張拉換上的新拉索6時，由該雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備監(jiān)測所述拉索6的張拉力、延伸量。在所述橋墩3墩身上沿豎向軸線方向粘貼有應(yīng)變片46，由應(yīng)變儀測試出橋墩3結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，再通過換算，監(jiān)測所述橋墩3的應(yīng)力。
[0039]一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的方法，依次按以下步驟進行:
(1)制定出斜拉橋I換索工程的監(jiān)測方案，做斜拉橋I換索工程監(jiān)測的準(zhǔn)備工作；
(2)按斜拉橋I換索工程監(jiān)測的方案，在斜拉橋I的橋臺2、橋墩3、索塔4、主梁5、拉索6上安裝監(jiān)測儀器設(shè)備；
(3)所有監(jiān)測儀器設(shè)備進行調(diào)試，并擬定出斜拉橋I換索時發(fā)生緊急情況的監(jiān)測預(yù)案；
(4)換索前的階段，在阻斷交通和停工的情況下，定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋I的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺2頂面標(biāo)高、索塔4傾斜度與擺動、主梁5線位移、主梁5撓度、主梁5橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁5結(jié)構(gòu)角位移、主梁5擺動、主梁5結(jié)構(gòu)應(yīng)力、主梁5動力特性、拉索6拉力、橋墩3結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測；
(5)換索階段中，在阻斷交通的情況下，實時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋I的索塔4傾斜度與擺動、主梁5線位移、主梁5撓度、主梁5橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁5結(jié)構(gòu)角位移、主梁5擺動、拉索6拉力、拉索6張拉時張拉力與延伸量進行監(jiān)測；以及定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋I的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺2頂面標(biāo)高、主梁5結(jié)構(gòu)應(yīng)力、橋墩3結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測；
(6)換索后的階段，在阻斷交通和停工的情況下，定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋I的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺2頂面標(biāo)高、索塔4傾斜度與擺動、主梁5線位移、主梁5撓度、主梁5橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁5結(jié)構(gòu)角位移、主梁5擺動、主梁5結(jié)構(gòu)應(yīng)力、主梁5動力特性、拉索6拉力、橋墩3結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測；
(7)提交監(jiān)測報告，完成斜拉橋I換索工程監(jiān)測的工作。
[0040]斜拉橋I是一種大跨度的橋梁，其橋臺2與橋墩3之間的橋為邊跨，橋墩3與索塔4之間的橋為次中跨，兩個索塔4之間的橋為中跨；橋臺2的作用是支承主梁5的端部，并安裝伸縮縫；橋墩3的作用是在河道中間支承主梁5 ;索塔4的作用是掛拉索6，并承擔(dān)主梁5的荷載；主梁5的作用是橋跨結(jié)構(gòu)，且掛拉索6 ;拉索6的作用是承擔(dān)與傳遞主梁5荷載給索塔4 ;河道7是過水的通道；索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I 8的作用是向索塔擺動靶點裝置I 10發(fā)射監(jiān)測用的激光；索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II 9的作用是向索塔擺動靶點裝置II 11發(fā)射監(jiān)測用的激光；索塔擺動靶點裝置I 10的作用是傳感索塔4頂部沿橋縱向、橋橫向的傾斜、擺動信號；索塔擺動靶點裝置II 11的作用是傳感索塔4中部沿橋縱向、橋橫向的傾斜、擺動信號；風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)頻率儀12的作用是監(jiān)測斜拉橋I處的風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)頻率；拉線式光電位移傳感器al3的作用是在橋臺2處監(jiān)測主梁5沿橋縱向的線位移；拉線式光電位移傳感器bl4的作用是在橋臺2處監(jiān)測主梁5沿橋橫向的線位移；拉線式光電位移傳感器cl5的作用是在橋臺2處監(jiān)測主梁5沿鉛直方向的線位移；拉線式光電位移傳感器dl6的作用是在橋墩3處監(jiān)測主梁5沿橋縱向的線位移；拉線式光電位移傳感器el7的作用是在橋墩3處監(jiān)測主梁5沿橋橫向的線位移；拉線式光電位移傳感器fl8的作用是在橋墩3處監(jiān)測主梁5沿鉛直方向的線位移；拉線式光電位移傳感器gl9的作用是在索塔4處監(jiān)測主梁5沿橋縱向的線位移；拉線式光電位移傳感器h20的作用是在索塔4處監(jiān)測主梁5沿橋橫向的線位移；拉線式光電位移傳感器i21的作用是在索塔4處監(jiān)測主梁5沿鉛直方向的線位移；水平激光基準(zhǔn)器a22是光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a部件，其的作用是分別向光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的測點器a25、測點器b26、測點器c27發(fā)射水平基準(zhǔn)激光，以監(jiān)測主梁5邊跨的撓度；水平激光基準(zhǔn)器b23是光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b部件，其的作用是分別向光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的測點器d28、測點器e29、測點器f30發(fā)射水平基準(zhǔn)激光，以監(jiān)測主梁5次中跨的撓度；水平激光基準(zhǔn)器c24是光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c部件，其的作用是分別向光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的測點器g31、測點器h32、測點器i33、測點器j34 發(fā)射水平基準(zhǔn)激光，以監(jiān)測主梁5中跨的撓度；測點器a25的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器a22發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在1/4邊跨處的撓度值；測點器b26的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器a22發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在1/2邊跨處的撓度值；測點器c27的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器a22發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在3/4邊跨處的撓度值；測點器d28的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器b23發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在1/4次中跨處的撓度值；測點器e29的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器b23發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在1/2次中跨處的撓度值；測點器f30的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器b23發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁在3/4次中跨處的撓度值；測點器g31的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器c24發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在1/8中跨處的撓度值；測點器h32的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器c24發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在1/4中跨處的撓度值；測點器i33的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器c24發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在3/8中跨處的撓度值；測點器j34的作用是接收水平激光基準(zhǔn)器c24發(fā)出水平基準(zhǔn)激光，測試出主梁5在1/2中跨處的撓度值；水位傳感裝置a35是連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a的部件，其的作用是測試出橋臺2處主梁5兩側(cè)的水位差，以監(jiān)測該處主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；水位傳感裝置b36是連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a的部件，其的作用是測試出橋邊跨跨中處主梁5兩側(cè)的水位差，以監(jiān)測該處主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；水位傳感裝置c37是連通管式構(gòu)件傾斜傳感器c的部件，其的作用是測試出橋墩3處主梁5兩側(cè)的水位差，以監(jiān)測該處主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；水位傳感裝置d38是連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d的部件，其的作用是測試出橋次中跨跨中處主梁5兩側(cè)的水位差，以監(jiān)測該處主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；水位傳感裝置e39是連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e的部件，其的作用是測試出索塔4處主梁5兩側(cè)的水位差，以監(jiān)測該處主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；水位傳感裝置f40是連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f的部件，其的作用是測試出橋中跨跨中處主梁5兩側(cè)的水位差，以監(jiān)測該處主梁5的橫向扭轉(zhuǎn)度；連通管41的作用是將連通管式構(gòu)件傾斜傳感器的兩個水位傳感裝置內(nèi)的水連通；臂式角位移傳感器42的作用是監(jiān)測主梁5結(jié)構(gòu)的角變位；三維擺動傳感器a43的作用是監(jiān)測橋臺2處主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上的振動幅度與頻率；三維擺動傳感器b的作用是監(jiān)測橋邊跨跨中處主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上的振動幅度與頻率；三維擺動傳感器c44的作用是監(jiān)測橋墩3處主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上的振動幅度與頻率；三維擺動傳感器d的作用是監(jiān)測次中跨跨中處主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上的振動幅度與頻率；三維擺動傳感器e45的作用是監(jiān)測索塔4處主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上的振動幅度與頻率；三維擺動傳感器f?的作用是監(jiān)測中橋跨跨中處主梁5沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上的振動幅度與頻率;應(yīng)變片46的作用是監(jiān)測主梁、橋墩結(jié)構(gòu)的應(yīng)力；拾振器47的作用是監(jiān)測主梁5的振型、振幅、振頻的動力特性；頻率傳感器48的作用是監(jiān)測拉索6的振動頻率，通過換算后得出拉索6所受的拉力；雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備的作用是更換拉索時監(jiān)測拉索張拉力、延伸量。
【權(quán)利要求】
1.一種斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備，其特征在于:包括有所述斜拉橋的橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索，采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、索塔擺動測試激光發(fā)射裝置1、索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I1、索塔擺動靶點裝置1、索塔擺動靶點裝置I1、風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)頻率儀、拉線式光電位移傳感器a、拉線式光電位移傳感器b、拉線式光電位移傳感器C、拉線式光電位移傳感器d、拉線式光電位移傳感器e、拉線式光電位移傳感器f、拉線式光電位移傳感器g、拉線式光電位移傳感器K拉線式光電位移傳感器1、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的水平激光基準(zhǔn)器a、測點器a、測點器b、測點器C、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的水平激光基準(zhǔn)器b、測點器d、測點器e、測點器f、光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的水平激光基準(zhǔn)器C、測點器g、測點器h、測點器1、測點器j、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a的水位傳感裝置a和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b的水位傳感裝置b和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器c的水位傳感裝置c和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d的水位傳感裝置d和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e的水位傳感裝置e和連通管、連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f的水位傳感裝置f和連通管、臂式角位移傳感器、三維擺動傳感器a、三維擺動傳感器b、三維擺動傳感器C、三維擺動傳感器d、三維擺動傳感器e、三維擺動傳感器f、應(yīng)變片、拾振器、頻率傳感器的儀器設(shè)備進行監(jiān)測，所述斜拉橋引用大地的測量網(wǎng)和水準(zhǔn)點，對其橋面中心線、橋面標(biāo)高、橋臺標(biāo)高進行監(jiān)測，在所述斜拉橋左半橋與右半橋的橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索上的監(jiān)測儀器設(shè)備，及其該些儀器設(shè)備的安裝位置均相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備，其特征是:在所述索塔底部的上游側(cè)安裝有索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I，在所述索塔頂部的上游側(cè)面上安裝有索塔擺動靶點裝置I，在所述索塔底部的下游側(cè)安裝有索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II，在所述索塔中部的下游側(cè)面上安裝有索塔擺動靶點裝置II，所述索塔擺動測試激光發(fā)射裝置I對準(zhǔn)索塔擺動靶點裝置I發(fā)射激光，監(jiān)測所述索塔頂部沿橋縱向、橋橫向的傾斜度與擺動；所述索塔擺動測試激光發(fā)射裝置II對準(zhǔn)索塔擺動靶點裝置II發(fā)射激光，監(jiān)測所述索塔中部沿橋縱向、橋橫向的傾斜度與擺動，另外，在兩岸所述斜拉橋的觀測點，采用經(jīng)緯儀校核監(jiān)測所述索塔的傾斜度，在所述索塔的頂部安裝有風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)頻率儀，監(jiān)測所述斜拉橋所受的風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備，其特征是:在所述橋臺的臺帽上安裝有拉線式光電位移傳感器a、拉線式光電位移傳感器b、拉線式光電位移傳感器c，所述拉線式光電位移傳感器a、拉線式光電位移傳感器b、拉線式光電位移傳感器c的拉線掛鉤，分別掛在所述橋臺處主梁底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移；在所述橋墩的墩身上安裝有拉線式光電位移傳感器d、拉線式光電位移傳感器e、拉線式光電位移傳感器f，所述拉線式光電位移傳感器d、拉線式光電位移傳感器e、拉線式光電位移傳感器f的拉線掛鉤，分別掛在所述橋墩處主梁底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移；在所述索塔的塔身上安裝有拉線式光電位移傳感器g、拉線式光電位移傳感器h、拉線式光電位移傳感器i，所述拉線式光電位移傳感器g、拉線式光電位移傳感器h、拉線式光電位移傳感器i的拉線掛鉤，分別掛在所述索塔處主梁底面的三個掛環(huán)上，依次監(jiān)測所述主梁在該處沿橋縱向、橋橫向、鉛直三個方向的線位移，在所述橋臺臺身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的水平激光基準(zhǔn)器a，在所述主梁底面沿橋中心線的1/4邊跨、1/2邊跨、3/4邊跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀a的測點器a、測點器b、測點器C，所述水平激光基準(zhǔn)器a的三個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器a、測點器b、測點器c發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋邊跨主梁的撓度；在所述橋墩墩身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的水平激光基準(zhǔn)器b，在所述主梁底面沿橋中心線的1/4次中跨、1/2次中跨、3/4次中跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀b的測點器d、測點器e、測點器f，所述水平激光基準(zhǔn)器b的三個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器d、測點器e、測點器f發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋次中跨主梁的撓度；在所述索塔塔身的下游側(cè)安裝有光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的水平激光基準(zhǔn)器C，在所述主梁底面沿橋中心線的1/8中跨、1/4中跨、3/8中跨、1/2中跨處，依次安裝有所述光電式建筑構(gòu)件撓度測試儀c的測點器g、測點器h、測點器1、測點器j，所述水平激光基準(zhǔn)器c的四個激光發(fā)射器，分別對準(zhǔn)所述的測點器g、測點器h、測點器1、測點器j發(fā)出水平的激光，監(jiān)測所述斜拉橋半中跨主梁的撓度，在橋臺處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器a的兩只水位傳感裝置a，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋臺處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置a連通，所述的兩只水位傳感裝置a和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋臺處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋邊跨跨中處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器b的兩只水位傳感裝置b，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋邊跨跨中處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置b連通，所述的兩只水位傳感裝置b和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋邊跨跨中處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋墩處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器C，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器c的兩只水位傳感裝置C，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋墩處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置c連通，所述的兩只水位傳感裝置c和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋墩處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋次中跨跨中處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器d的兩只水位傳感裝置d，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋次中跨跨中處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置d連通，所述的兩只水位傳感裝置d和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋次中跨跨中處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在索塔處所述主梁的底部安裝有連通`管式構(gòu)件傾斜傳感器e，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器e的兩只水位傳感裝置e，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在索塔處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置e連通，所述的兩只水位傳感裝置e和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測索塔處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度；在橋中跨跨中處所述主梁的底部安裝有連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f，所述連通管式構(gòu)件傾斜傳感器f的兩只水位傳感裝置f，分別安裝在所述主梁的兩個側(cè)面上，在橋中跨跨中處所述主梁底面上有連通管，該連通管將兩只所述的水位傳感裝置f連通，所述的兩只水位傳感裝置f和連通管內(nèi)注滿水，監(jiān)測橋中跨跨中處所述主梁的橫向扭轉(zhuǎn)度，在所述斜拉橋的橋臺、邊跨跨中、橋墩、次中跨跨中、索塔、中跨跨中處主梁橫斷面結(jié)構(gòu)內(nèi)有兩只臂式角位移傳感器，該兩只所述臂式角位移傳感器分別安置在所述主梁橫斷面兩側(cè)的腹板上，所述臂式角位移傳感器的靠輪抵靠于所述主梁橫斷面的頂板，監(jiān)測所述主梁橫斷面結(jié)構(gòu)的角位移，在橋臺處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器a，所述三維擺動傳感器a的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋臺處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋邊跨跨中處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器b，所述三維擺動傳感器b的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋邊跨跨中處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋墩處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器c，所述三維擺動傳感器c的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋墩處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動上的幅度、頻率；在橋次中跨跨中處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器d，所述三維擺動傳感器d的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋次中跨跨中處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在索塔處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器e，所述三維擺動傳感器e的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測索塔處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋中跨跨中處所述主梁內(nèi)的底板上安裝有三維擺動傳感器f，所述三維擺動傳感器f的中心線與橋中心線平行，監(jiān)測橋中跨跨中處所述主梁沿橋縱向、橋橫向、豎直三個方向上擺動的幅度、頻率；在橋臺、1/4邊跨、1/2邊跨、3/4邊跨、橋墩、1/4次中跨、1/2次中跨、3/4次中跨、索塔、1/8中跨、1/4中跨、3/8中跨、1/2中跨處所述主梁的上、下邊緣上，沿橋中心線粘貼有應(yīng)變片，由應(yīng)變儀測試出主梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，再通過換算，監(jiān)測所述主梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力；在所述斜拉橋的橋面上平行橋中心線等距安置有數(shù)只拾振器，采用拾振儀測試出主梁的固有頻率、振型等，監(jiān)測所述主梁的動力特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述斜拉橋換索工程監(jiān)測的儀器設(shè)備，其特征是:在設(shè)計指定的所述拉索上安裝有頻率傳感器，每更換一根拉索的前、后，以及換索過程中監(jiān)測該些所述拉索的拉力，采用內(nèi)置有壓力傳感器和液壓缸式延伸量傳感器的雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備，當(dāng)千斤頂張拉換上的新拉索時，由該雙控式預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備監(jiān)測所述拉索的張拉力、延伸量，在所述橋墩墩身上沿豎向軸線方向粘貼有應(yīng)變片，由應(yīng)變儀測試出橋墩結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，再通過換算，監(jiān)測所述橋墩的應(yīng)力。
5.一種斜拉橋換索 工程監(jiān)測的方法，依次按以下步驟進行，其特征在于: (O制定出斜拉橋換索工程的監(jiān)測方案，做斜拉橋換索工程監(jiān)測的準(zhǔn)備工作； (2)按斜拉橋換索工程監(jiān)測的方案，在斜拉橋的橋臺、橋墩、索塔、主梁、拉索上安裝監(jiān)測儀器設(shè)備； (3)所有監(jiān)測儀器設(shè)備進行調(diào)試，并擬定出斜拉橋換索時發(fā)生緊急情況的監(jiān)測預(yù)案； (4)換索前的階段，在阻斷交通和停工的情況下，定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺頂面標(biāo)高、索塔傾斜度與擺動、主梁線位移、主梁撓度、主梁橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁結(jié)構(gòu)角位移、主梁擺動、主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力、主梁動力特性、拉索拉力、橋墩結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測； (5)換索階段中，在阻斷交通的情況下，實時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋的索塔傾斜度與擺動、主梁線位移、主梁撓度、主梁橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁結(jié)構(gòu)角位移、主梁擺動、拉索拉力、拉索張拉時張拉力與延伸量進行監(jiān)測；以及定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺頂面標(biāo)高、主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力、橋墩結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測； (6)換索后的階段，在阻斷交通和停工的情況下，定時地操作監(jiān)測儀器設(shè)備，對斜拉橋的橋面的中心線、橋面標(biāo)高、橋臺頂面標(biāo)高、索塔傾斜度與擺動、主梁線位移、主梁撓度、主梁橫向扭轉(zhuǎn)度、主梁結(jié)構(gòu)角位移、主梁擺動、主梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力、主梁動力特性、拉索拉力、橋墩結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行監(jiān)測； (7)提交監(jiān)測報告，完成斜拉橋換索工程監(jiān)測的工作。
【文檔編號】G01M99/00GK103558040SQ201310319886
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】汪哲蓀, 朱大勇 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)