冻土桥梁桩基监测预警系统中的传感器

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：现在国内外传感器种类繁多，对于各部分精度的要求及经济造价因素等影响决定着传感器的选取。振动测量传感器目的在于记录结构在动载作用下的位移、速度及加速度反应谱。振动测量传感器是一种换能装置，它将振动信号转换成便于传输、放大和记录的电信号。常用加速度传感器主要包括压电式加速度计、压阻式加速度计、电容式加速度计、力平衡式加速度计等。

在桥梁健康监测中，为了了解桥梁结构整体结构行为，需要对桥梁结构进行监测，而监测的第一步则是在结构中布置传感器。考虑到经济和结构本身特点等因素，需根据不同位置和需求选取不同的传感器［5］。现在国内外传感器种类繁多，对于各部分精度的要求及经济造价因素等影响决定着传感器的选取。冻土区桥梁桩基所使用的传感器类别［6］主要有以下几种：

（1）几何测量仪器传感器

桥梁轴线及主要部件的位移测量是桥梁监测及长期健康监测的重要内容。对于不同结构形式及规模跨径的桥梁，所采用的传感器及设备有所不同，如整体位置测量常采用全站仪、全球定位系统、电子测距仪等，而局部位移变形测量传感器有位移计、电子倾角仪、连通管式挠度仪等。

（2）环境监测传感器

目标在于监测桥梁所处的物理化学环境，从而为随后的桥梁耐久性评估提供原始数据。常采用的仪器有温度计、湿度计、钢筋锈蚀监测装置、酸碱度传感器、空气酸性检测仪等。

（3）荷载监测设备

目的在于记录桥梁经受的各种可变荷载，包括风载、地震荷载及交通荷载等的荷载时间曲线，解决可靠性评估中的荷载监测问题，也为结构的自诊断分析提供荷载数据。可供选择的传感器有摄像仪、动态地秤、强震仪、风速仪等。

（4）应变传感器

目的在于记录结构的静（动）力应变和应力，与数据处理系统连接后可得到构件疲劳应力谱。常用的传感器有电阻式应变计、差动式应变计、振弦式应变计以及光纤应变传感器等。

（5）拉压力传感器

目的在于记录主缆、锚杆、吊杆的张力，桥梁支座反力，以及预应力筋锚头、锚具等部件的压力。

（6）振动测量传感器

目的在于记录结构在动载作用下的位移、速度及加速度反应谱。振动测量传感器是一种换能装置，它将振动信号转换成便于传输、放大和记录的电信号。由振动传感器的原理决定，加速度传感器较速度与位移传感器在构造上更加容易实现，因此加速度传感器应用的也更为普遍。常用加速度传感器主要包括压电式加速度计、压阻式加速度计、电容式加速度计、力平衡式加速度计等。

（7）其他传感器

包括索力仪、剪力销、磁弹仪等。

冻土桥梁桩基监测预警系统中的传感器

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