橋梁撓度測試是橋梁靜動載試驗測試的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，靜載試驗通過橋梁撓度的測試對橋梁的靜力剛度進行評價，動載試驗通過動態(tài)撓度測試對橋梁的動剛度以及沖擊系數(shù)、橋梁的行車性能進行綜合評價。由于橋梁結(jié)構(gòu)是跨越河流、山谷等地貌地形的構(gòu)造物，橋下凈空的高度以及橋下河流等對橋梁撓度測試的方法的選擇都有一定的限制，考慮到撓度測試方法的適用范圍、影響測試精度的因素等，橋梁試驗中應(yīng)選擇合適的方法對橋梁撓度測試，才能提高測試的精度確保試驗結(jié)果的評定準(zhǔn)確。本文對橋梁撓度測試的方法、適用范圍、測試原理以及測試過程中需要注意的問題進行梳理，以期對從事橋梁檢測工作的同仁有所幫助。
一、橋梁撓度測試方法有哪些分類，各有哪些具體的測試方法？
橋梁撓度測試的方法按照靜動態(tài)進行分類可以分為靜態(tài)撓度的測試和動態(tài)撓度的測試兩大類：
1、靜態(tài)撓度的測試
靜態(tài)撓度測試的方法按照測試原理可以分為：機械式撓度測試、電子式撓度測試、電阻式撓度測試、光學(xué)類撓度測試、圖像式撓度測試、激光類撓度測試、GPS撓度測試以及雷達(dá)類撓度測試等。機械式撓度測試方法最典型的是機械式百分表、千分表等測量方法；電阻式撓度測試采用電阻式位移計利用靜態(tài)采集系統(tǒng)進行撓度測試；光學(xué)類撓度測試儀器傳統(tǒng)的有精密水準(zhǔn)儀、全站儀等測量設(shè)備，此外還有基于光電成像的橋梁撓度儀等；激光類撓度測試主要是利用激光測距的原理，通過激光位移計對橋梁靜態(tài)度進行測試；圖像式橋梁撓度測試方法有基于圖像的橋梁撓度儀；GPS撓度測量主要是基于全球定位系統(tǒng)GPS對大跨徑橋梁撓度進行靜態(tài)差分進行靜態(tài)撓度的測試；雷達(dá)類撓度測試主要是利用毫米波雷達(dá)對橋梁撓度進行測試。
前面介紹的靜態(tài)測試方法中有的僅能進行靜態(tài)測試，有些方法除進行靜態(tài)測試外還可以進行動態(tài)測試。
2、動態(tài)撓度的測試
能進行動態(tài)撓度測試的方法有：電阻式撓度計、光學(xué)類的橋梁撓度儀、基于圖像的橋梁撓度儀、GPS以及激光位移計和毫米波雷達(dá)以及位移拾振器等方法。
二、橋梁撓度測試方法的原理及實現(xiàn)橋梁撓度測試的具體方法？
橋梁撓度測試各種方法的測試原理如下：
1、機械式百分表、千分表
機械式百分表和千分表(見圖1)僅能進行橋梁靜態(tài)撓度的測試，其測試原理是利用機械式測量桿帶動齒輪轉(zhuǎn)動來讀取位移變化量。機械式百分表和千分表進行橋梁撓度測試都需要使用相對固定不動的支架上進行測試，或?qū)U錘通過細(xì)鋼絲吊在測試橋梁的主梁底面，由于細(xì)鋼絲的變形量可以忽略不計，因此通過測試懸掛鉛錘底面的豎向變形值即為橋梁的撓度值。
2、電子百分表或撓度計
電子百分表或撓度計的測試原理同機械式百分表、千分表測試橋梁撓度的方法類似，可以利用固定支架或懸掛鉛錘法進行測試，只是電子百分表的顯示不是指針式，而是數(shù)顯的方式(見圖3)。
3、光學(xué)類撓度測試儀器
1)高精度全站儀
全站儀是集電子經(jīng)緯儀、光電測距儀和數(shù)據(jù)記錄于一體的測量儀器，通過測站讀取斜距、豎直角和水平角來計算橋梁撓度的測試方法。
2)精密水準(zhǔn)儀
精密水準(zhǔn)儀能夠精密的整平視線和精確的讀數(shù)，目前常用于橋梁撓度測試的儀器為精密電子水準(zhǔn)儀，其將計算機電子與精密水準(zhǔn)儀光學(xué)技術(shù)結(jié)合的新型精密水準(zhǔn)儀(見圖4)。
3)橋梁光電撓度儀
橋梁撓度檢測儀將專用靶標(biāo)固定待測橋梁被測點，使靶標(biāo)與橋梁有機的結(jié)合起來形成共振，將橋梁震動轉(zhuǎn)換成特定波長的光源震動，通過光學(xué)解析系統(tǒng)將待測光信號解析至專用高精工業(yè)CCD，檢測靶標(biāo)在CCD上成像的中心坐標(biāo)的變化即可精確測量被測橋梁在載荷作用下產(chǎn)生的縱向和橫向位移及其對時間的響應(yīng)曲線。
前面介紹的光學(xué)類橋梁撓度測試設(shè)備，全站儀和精密水準(zhǔn)儀由于采樣頻率跟不上僅能用于橋梁靜態(tài)撓度的測試，而橋梁光電撓度儀可以進行靜態(tài)測試也可以進行動態(tài)撓度測試。橋梁撓度儀進行靜態(tài)撓度測試時需要在橋梁測試部位安裝專用靶標(biāo)，可同時進行多個點靜態(tài)撓度的測試。靜態(tài)撓度測試前需要對每個測點進行標(biāo)定，儀器自動記錄測試角度和距離，標(biāo)定完一個靶標(biāo)后進行下個靶標(biāo)的標(biāo)定，測試時橋梁撓度儀安裝標(biāo)定的靶標(biāo)位置依次進行多個測點靜撓度的測試(見圖5)。橋梁撓度儀進行動態(tài)撓度測試時僅能對單點的撓度進行動態(tài)撓度時程曲線的測試。
4、基于圖像測量的橋梁撓度儀
其測量原理：利用圖像散斑識別技木及圖像模糊識別技術(shù)，準(zhǔn)確跟蹤被測物上標(biāo)識點及被測物上點與點之間的運動軌跡，準(zhǔn)確測量物體的動靜撓度位移。其主要特點：第一無需在被測點上安裝靶標(biāo)或標(biāo)志點即可進行測量，在特殊工況下使用更為方便；第二：可同時測量多點動態(tài)撓度或者靜態(tài)撓度，效率更快，精度更高；第三：可對撓度值同時進行兩位測量，即縱向、尤其是橫向的位移測量，解決目前所有儀器存在的技術(shù)壁壘；第四：可以采用先拍攝視頻錄像，事后再進行處理分析的方式，彌補現(xiàn)場測量可能存在的盲點或不足；第五：只需更換個別備件，即可實現(xiàn)多功能測量，比如用于材料力學(xué)分析(尤其是高低溫、高速沖擊、疲勞測試等特殊工況)，應(yīng)變等等。
5、GPS測量
GPS的定位是利用衛(wèi)星基本三角定位原理，GPS接收裝置以測量無線電信號的傳輸時間來量測距離，以距離來判定衛(wèi)星在太空中的位置，這是一種高軌道與精密定位的觀測方式。GPS對于橋梁撓度的測量精度較低通常用于變形較大的大跨徑橋梁的撓度測試，橋梁靜載測試采用靜態(tài)差分計算精度相對較高，動態(tài)撓度采用實時差分計算精度相對較低。
6、毫米波雷達(dá)測試方法
測試原理：雷達(dá)首先發(fā)射天線(TX)饋送微波信號，信號經(jīng)與目標(biāo)的相互作用形成后向散射信號，最終被接收天線(RX)接收，經(jīng)過相關(guān)信號與數(shù)據(jù)處理步驟，即可得到此次測量的一個采樣復(fù)信號，其中包含了信號強度和觀測相位值φ1 。雷達(dá)系統(tǒng)持續(xù)對輻射場區(qū)的目標(biāo)進行采樣，假設(shè)第二次采樣開始時目標(biāo)發(fā)生了形變Δr，那么雷達(dá)得到的第二個采樣復(fù)信號就包含了相應(yīng)的信號強度和觀測相位值φ2。利用兩次測量相位的變位來計算視線上距離的變化，采用干涉測量視線上距離的變化。
毫米波雷達(dá)可進行橋梁靜態(tài)撓度、動態(tài)撓度測試，此外可以進行拉索索力測試以及拉索振動副職測試等。
