DB42 T 1742-2021 基于液气耦合压差原理的桥梁竖向位移监测技术规程.pdf

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1、 ICS 93.040 CCS P 28 DB42 湖北省 地方标准 DB42/T 1742 2021 基于液气耦合压差原理的桥梁竖向位移监 测技术规程 Code of practice for monitoring vertical displacement of bridges based on principle of liquid and air coupling pressure difference 2021 - 08 - 30 发布 2021 - 11 - 01 实施 湖 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布 DB42/T 1742 2021 目 次 前言 . 引言 . 1

2、 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 仪器设备 . 1 5 监测基本要求 . 2 6 监测操作要求 . 3 7 监测结果的处理 . 4 DB42/T 1742 2021 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 2020标准化工作导则 第 1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 本文件由中铁大桥科学研究院有限公司提出。 本文件由湖北省交通运输厅归口。 本文件起草单位：中铁大桥科学研究院有限公司、中铁大桥局集团有限公司、桥梁结构健康与安全 国家 重点实验室、湖北省标准化与质量研究院。 本文件主要起草人：王翔、王波、汪正兴、伊建军、钟继卫、荆国强、彭旭民、吴

3、美艳、蔡欣、马 远刚、孙连峰、曾德礼、蔡正东、高天、马长飞、江淦、吴肖波、汪泽洋、韩阳昱、胡妮丽、康维。 本文件实施应用中的疑问，可咨询湖北省交通运输厅，联系电话： 027-83460670，邮箱： ；对本文件的有关修改意见和建议请反馈至中铁大桥科学研究院有限公司 ,联系电话： 027-83556197，邮箱： 。 DB42/T 1742 2021 引 言 在桥梁建筑结构检测及健康监测过程中，结构在车辆等活荷载作用下会产生一定的竖向位移（挠度） 及变形，结构竖向位移作为结构长期与瞬时受力特性的重要评判参数。本文件提出一种基于液 气耦合压 差原理的桥梁竖向位移监测技术，该技术可适应不同的测试要求

4、，实现数据的自动化采集及传输，测试 精度较高，能满足桥梁荷载试验中竖向位移（挠度 /线形）测量、结构长期健康监测竖向位移（挠度 /线 形）测量、铁路桥梁基础不均匀沉降在线监测等需求，且具有较高的测试精度、稳定性及测试效率。 本文件的发布机构提请注意 ， 声明符合本文件时 ,可能涉及到专利 “ 一种液气耦合压差式桥梁挠度 测试方法（专利号 ZL200810237453.0） ” 的使用。 本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。 该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下， 就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机

5、构备案。相关信息可以通过 下 联系方式获得 : 专利持有人姓名 :中铁大桥科学研究院有限公司，中铁大桥局集团有限公司 地址 :武汉市建设大道 103号 请注意除上述专利外 ,本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责 任。 DB42/T 1742 2021 1 基于液气耦合压差原理的桥梁竖向位移监测技术规程 1 范围 本文件规定了基于液气耦合压差原理的桥梁竖向位移监测技术的术语和定义、仪器设备、监测流程 的基本要求、监测操作流程、监测结果处理的技术要求。 本 文件 适用于桥梁工程结构质量状况评定时桥面竖向位移（挠度）的测量。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中

6、的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T 3199 铝及铝合金加工产品包装、标志、运输、贮存 GB/T 7134 浇铸型工业有机玻璃板材 JTG/T J21 公路桥梁承载能力检测评定规程 JTG/T J21-01 公路桥梁荷载试验规程 铁运函 2004 120号 铁路桥梁检定规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 液气耦合微压差竖向位移传感器 vertical displacement measurement system based on

7、principle of liquid and air coupling pressure difference 通过在微压差传感芯片端部密封少量的气体，将高差引起的液压变化转化为气压差，微压差传感器 直接高精度测量的气压 ，简称为 VDM。 3.2 液柱调节器 liquid column regulator 装液体的容器，通过控制液体高度来调节测量范围与线性度。 3.3 气柱调节器 gas regulator 内密闭气柱的容器，通过控制其体积来调节测量范围与测试线性度。 3.4 传压介质 pressure transmitting medium 传递压力的媒介，这种媒介每一点的各向压力均等，

8、一般为空气或者液体。 4 仪器设备 4.1 VDM 金属外壳 DB42/T 1742 2021 2 金属保护外壳要求采用铝（或铝合金）材料制作，耐腐蚀性良好，产品表面光洁度不低于 5级。 外 观应光洁、平整、色泽均匀，不应有锈迹、凹痕和划伤等缺陷。铭牌标志清晰、完整。紧固件无松动。 其他应符合 GB/T 3199的要求。 4.2 VDM 的液柱调节器和气柱调节器 VDM的液柱调节器和气柱调节器材料要求透明或半透明，强度高、耐老化，当选用有机玻璃时应符 合 GB/T 7134的规定。 4.3 传压管路 传压 管路宜采用内 径 4 mm，外径 6 mm的透明 PU（聚氨酯）管。 4.4 VDM 的

9、传压介质 VDM的传压介质要求如下： a) 温度 在 0 80 范围时传压介质可采用自来水或纯净水； b) 温度 在 -40 0 时传压介质采用不易挥发，无毒，抗老化性能强，粘温关系稳定且粘温系 数低，不易燃烧的常规防冻液或硅油，硅油的粘度 参数 10 cst（厘斯， mm2/s）。 4.5 VDM 的密封元件 VDM的密封元件选择高弹性、耐油、耐老化的密封元件。 4.6 监测传感器参数 可选择的量程范围有： 200 mm、 500 mm、 1000 mm、 2000 mm， 综合精度 为 0.1FS （ FS 为精度和满量程的千分比） ，具体如 表 1所示。 表 1 参数表 内容 参数 量程

10、 200 mm 500 mm 1000 mm 2000 mm 精度 0.04 mm 0.1 mm 0.2 mm 0.4 mm 供电电压 12 V、 24 V(极限范围 9 V 27 V) 工作环境温度 -40 80 5 监测基本要求 5.1 与准确度有关的要求 5.1.1 示值误差 液气耦合压差式结构竖向位移测试系统的示值的最大允许误差为 （ aFS ）。其中： a为 VDM的 相对误差 标称值， 可选为 a0.3 。 液气耦合压差式结构竖向位移测试系统在产品调试、检验后，零点和满度的输出值误差不应超过最 大允许示值误差绝对值。 5.1.2 重复性 液气耦合压差式结构竖向位移测试系统的重复性误

11、差不应超过最大允许误差 a的绝对值。 DB42/T 1742 2021 3 5.2 现场测点布置前准确度校验 5.2.1 校验设备 校验设备应符合以下要求： 长距（电控）平移台，精度 0.1 FS ，移动范围 500 mm。 5.2.2 校验步骤 校验步骤 如下： a) 将液气耦合压差式结构竖向位移测试装置放到（电控）平移台上，调至零点； b) 将平移台竖向移动至高度 h，读取 VDM 的测试数据； c) 通过程序控制其平移台至零点，观察 VDM 的回零情况； d) 通过程序控制其平移台至高度 hi（ i=1， 2， n ），读取 VDM 的测试数据，并计算测试值与 hi之差 h i； e)

12、通过程序控制其平移台至零点，取下液气耦合压差式结构竖向位移测试系统。 5.3 系统稳定性要求 5.3.1 时间稳定性 液气耦合压差式结构竖向位移测试系统连续运行 24小时 后，试验前后输出值的变化，以及下限值和 满量程的变化均不应超过最大允许示值误差 a。 5.3.2 温度稳定性 在 4.6规 定的工作环境下，温度变化梯度不超过 10 /小时 时产品输出值变化不应超过最大允许示 值误差 a。 5.3.3 电源变化 供电电压在液气耦合压差式结构竖向位移测试系统的正常工作电压范围内变化，输出值的变化不 应超过最大允许示值误差 a。 6 监测操作要求 6.1 测点布置 选择无沉降的固定位置作为测试参

13、考点，考虑桥梁现场条件通常选择处于桥墩支座上方的桥面位 置为参考点，其他测点的数据都是以该参考点为基准的相对竖向位移。桥梁跨度为 L，设计全桥测点布 置方案： a) 必须布置的测点： 1/2 L 位置、 1/4 L 位置； b) 可选择性的测点： 1/8 L 位置、 1/16 L 位置； c) 如监测桥梁横向偏载条件下的竖向位移，则需在同一断面分上下游均布置测点。 6.2 操作流程 操作流程如下： a) 容器及连通管灌注传压介质，根据测点距离选择合适的连通管长度，连接好 PU 管，如图 1所 示： DB42/T 1742 2021 4 注： 容器尺寸宜为直径 90 mm、高度 70 mm。 图

14、 1 构造示意图 b) 分别将本测点测试容器与下一测点基准容器布置在测点位置，安装微压差传感器；将微压差传 感器采用四芯屏蔽线（电源线和信号线）串联起来，终端与计算机连接； c) 根据试验方案，在各工况荷载加载前后进行数据记录。记录方式包括传感器液晶显示屏的读数 人工记录和计算机运行软件自动记录； d) 测试完成后关闭传感器电源，测试结束。 6.3 操作要点 操作要点如下 ： a) 整套仪器灌注传压液体介质时，管道中间不应产生贯通横截面的气泡； b) 各容器应平稳放置，测量传感容器中液面距容器顶板下缘高度控制在 5 mm 6 mm 之间，基准容 器中液面距容器顶板下缘高度控制在 10 mm 2

15、0 mm 之间； c) 在仪器搬运、桥上布 置及测试结束时不应将装有液体的容器倒置和大幅度晃动，以避免封闭的 气体进入连通管； d) 测量过程中不应踩踏连通管，干扰触碰仪器； e) 布设仪器过程中不允许应管道弯折，即确保液压的良好传递性；同时，各容器宜放置平稳； f) 在极端 天气下做好各容器防护 措施 。 7 监测结果的处理 7.1 复核方式 同时采用如下方法进行结果的对比，校核 : a) 运用结构分析软件进行结构仿真，计算结构竖向位移理论值； b) 采用全站仪、水准仪、 GPS 等方式对部分测点进行同时观测。 7.2 监测结果的评判 按照 JTG/T J21 、 JTG/T J21-01、铁运函 2004 120号的要求对竖向位移监测的结果进行分类评 判。