本發(fā)明涉及橋梁應(yīng)變測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮溫度影響的應(yīng)變測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今土木工程行業(yè)中，應(yīng)變測(cè)量廣泛地應(yīng)用于建筑、鐵路、橋梁、交通、大壩等結(jié)構(gòu)上。結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試是工程人員了解結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、保證結(jié)構(gòu)安全以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。例如在大跨度橋梁的施工過(guò)程以及營(yíng)運(yùn)過(guò)程的長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)中，對(duì)關(guān)鍵截面的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為橋梁的施工、營(yíng)運(yùn)、加固提供依據(jù)，確保結(jié)構(gòu)安全是橋梁建設(shè)一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。

在對(duì)橋梁進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試的過(guò)程中，測(cè)試前后溫度的改變會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果帶來(lái)較大的誤差，因此需要測(cè)量出橋梁由于溫度改變引起的應(yīng)變以減小測(cè)試結(jié)果的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是，提供一種考慮溫度影響的應(yīng)變測(cè)試裝置，該裝置可以測(cè)量出在對(duì)橋梁進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試的過(guò)程中由于溫度的改變引起的應(yīng)變量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種考慮溫度影響的應(yīng)變測(cè)試裝置，包括測(cè)試桿，所述測(cè)試桿包括感應(yīng)桿和傳遞桿，所述感應(yīng)桿的一端與所述傳遞桿的一端固定連接到一起，所述感應(yīng)桿的另一端固定設(shè)有第一支座，所述傳遞桿的另一端固定設(shè)有第二支座，所述第一支座和所述第二支座分別設(shè)有固定連接橋梁的緊固件，在所述傳遞桿上設(shè)置有溫度傳感器。

作為一種改進(jìn)的方式，所述溫度傳感器設(shè)有兩個(gè)，一個(gè)所述溫度傳感器設(shè)置于所述傳遞桿表面，另一個(gè)所述溫度傳感器設(shè)置于所述傳遞桿內(nèi)部。

作為一種改進(jìn)的方式，所述傳遞桿與所述感應(yīng)桿通過(guò)螺紋緊固件固定連接。

作為一種改進(jìn)的方式，兩個(gè)所述支座分別與所述橋梁構(gòu)件通過(guò)螺紋緊固件固定連接。

作為一種改進(jìn)的方式，所述感應(yīng)桿與一個(gè)所述支座通過(guò)螺紋緊固件固定連接。

作為一種改進(jìn)的方式，所述感應(yīng)桿的表面粘貼電阻式應(yīng)變片，所述電阻式應(yīng)變片電性連接應(yīng)變采集機(jī)箱。

作為一種改進(jìn)的方式，所述感應(yīng)桿粘貼有電阻式應(yīng)變片處包裹有防護(hù)材料。

作為一種改進(jìn)的方式，所述防護(hù)材料為環(huán)氧樹(shù)脂砂漿聚合物。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果：

該考慮溫度影響的應(yīng)變測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，使用該裝置可較為準(zhǔn)確的測(cè)量出由于溫度的改變引起的橋梁的應(yīng)變量，從而為計(jì)算最終的橋梁應(yīng)變值供計(jì)算數(shù)據(jù)，提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

由于所述感應(yīng)桿與所述傳遞桿分別通過(guò)一個(gè)支座固定安裝于所述橋梁構(gòu)件表面，通過(guò)支座分別將應(yīng)變桿和感應(yīng)桿固定安裝于測(cè)試橋梁的表面，操作簡(jiǎn)單方便。

由于所述溫度傳感器設(shè)有兩個(gè)，一個(gè)所述溫度傳感器設(shè)置于所述傳遞桿表面，另一個(gè)所述溫度傳感器設(shè)置于所述傳遞桿內(nèi)部，通過(guò)兩個(gè)溫度傳感器求平均值可較為準(zhǔn)確的測(cè)出溫度變化量t。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的的測(cè)量方法測(cè)試狀態(tài)參考圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本發(fā)明的的測(cè)量方法的力學(xué)原理示意圖；

圖中，1-傳遞桿，2-感應(yīng)桿，31-第一支座，32-第二支座，4-螺紋緊固件，5-電阻式應(yīng)變片，6-防護(hù)材料，8-螺紋緊固件，9-溫度傳感器，10-橋梁構(gòu)件。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2共同所示，一種考慮溫度影響的應(yīng)變測(cè)試裝置，包括測(cè)試桿，測(cè)試桿包括感應(yīng)桿2和傳遞桿1，感應(yīng)桿2的一端與傳遞桿1的一端通過(guò)螺紋緊固件8固定連接到一起，感應(yīng)桿2的另一端固定設(shè)有第一支座31，感應(yīng)桿2與第一支座31通過(guò)螺紋緊固件8固定連接。傳遞桿1的另一端固定設(shè)有第二支座32，第一支座31和第二支座32分別設(shè)有固定連接橋梁10的螺紋緊固件4，兩個(gè)支座分別與橋梁構(gòu)件10通過(guò)螺紋緊4固件固定連接。

在傳遞桿上設(shè)置有溫度傳感器9。溫度傳感器9設(shè)有兩個(gè)，一個(gè)溫度傳感器9設(shè)置于傳遞桿1表面，另一個(gè)溫度傳感器9設(shè)置于傳遞桿1內(nèi)部。通過(guò)兩個(gè)溫度傳感器9求平均值可較為準(zhǔn)確的測(cè)出溫度變化量t。

感應(yīng)桿1的表面粘貼電阻式應(yīng)變片5，電阻式應(yīng)變片5電性連接應(yīng)變采集機(jī)箱。感應(yīng)桿2粘貼有電阻式應(yīng)變片5處包裹有防護(hù)材料6。防護(hù)材料6為環(huán)氧樹(shù)脂砂漿聚合物，用以測(cè)量橋梁構(gòu)件10的應(yīng)變值。

該考慮溫度影響的應(yīng)變測(cè)試裝置的使用方法為：

1)首先在橋梁構(gòu)件10表面平行應(yīng)變方向設(shè)置測(cè)試桿，通過(guò)兩個(gè)支座分別將感應(yīng)桿2和傳遞桿1固定安裝于測(cè)試橋梁的表面；

2)讀取測(cè)試前后的溫度改變量t,按公式計(jì)算獲得由溫度變化量t引起的應(yīng)變量ε；

其中：

l、s、e、α分別為感應(yīng)桿2的長(zhǎng)度、截面面積、彈性模量和膨脹系數(shù)；

L、S、E、α′分別為傳遞桿1的長(zhǎng)度、截面面積、彈性模量和膨脹系。

以下給出計(jì)算公式的基本推導(dǎo)過(guò)程：

如圖3所示，外界環(huán)境作用下均勻升溫t℃，此時(shí)感應(yīng)桿2和傳遞桿1的溫度變化引起長(zhǎng)度變化量分別為Δl_t、ΔL_t，分別如式1和式2所示：

Δl_t＝ltα (式1)

ΔL_t＝Ltα′ (式2)

當(dāng)兩端固結(jié)時(shí)均勻升溫t將在傳遞桿1及感應(yīng)桿2內(nèi)產(chǎn)生軸力F，由軸力F作用下感應(yīng)桿2和傳遞桿1產(chǎn)生長(zhǎng)度的變化量分別為Δl_F、ΔL_F，分別如式3和式4所示：

由于兩端固定，溫度t作用下和軸力F作用傳遞剛和感應(yīng)桿2的總伸長(zhǎng)量為0，即可得式5：

Δl_t+ΔL_t+Δl_F+ΔL_F＝0 (式5)

將式1～式4代入式5得式6：

將式6化簡(jiǎn)后的式7：

不妨令代入式7可得到式8

此時(shí)，感應(yīng)桿2的應(yīng)變?yōu)棣?，可根?jù)式9計(jì)算確定：

當(dāng)采用同種鋼材16Mn的感應(yīng)桿2和傳遞桿1，其膨脹系數(shù)為1.2E-5，感應(yīng)桿2與傳遞桿1長(zhǎng)度比取0.16667～0.33333，感應(yīng)桿2與傳遞桿1剛度比取0.08842～0.35368，溫度每變化1℃對(duì)感應(yīng)桿2應(yīng)變影響見(jiàn)表1所示。

表1溫度每變化1℃對(duì)感應(yīng)桿2應(yīng)變影響

上述說(shuō)明凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵是針對(duì)本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍，蓋專(zhuān)利范圍。