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為了能對中小跨徑橋梁進(jìn)行快速試驗(yàn)和評定，美國橋梁診斷公司（BDI）在對美國洲際公路的50多座橋梁的測試和評定基礎(chǔ)上，開發(fā)了一套相對簡單易行的現(xiàn)場測試系統(tǒng)。

 
BDI無線測試系統(tǒng)構(gòu)成圖

這套橋梁動態(tài)診斷系統(tǒng)是集成化測試系統(tǒng)，主要有無線測試硬件系統(tǒng)和有限元分析軟件系統(tǒng)組成，其軟硬件設(shè)計、加載方式和測試方法都有突出的特點(diǎn)。

該系統(tǒng)的設(shè)備硬件采用智能傳感器和STS微處理，自動讀出采集的數(shù)據(jù)而不需要鑒別通道號和靈敏系數(shù)，大大減少了現(xiàn)場測試的記錄信息量，而且準(zhǔn)備工作少，靈敏度和測試精度高，數(shù)據(jù)的記錄，濾波以及放大均由STS微處理器完成，且數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換和平衡部件都是為結(jié)構(gòu)測試專門設(shè)計的。

該系統(tǒng)另一個亮點(diǎn)是無線測試，采用標(biāo)準(zhǔn)802.11 b/g寬帶無線通訊協(xié)議，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與采集控制。由于采用無線方式，該系統(tǒng)省去了紛雜的電纜連接和尋找現(xiàn)場電源的問題，是一套適合現(xiàn)場工作的實(shí)用系統(tǒng)。

這套系統(tǒng)的采集軟件采用了交互式設(shè)計，易于操作。系統(tǒng)的設(shè)計非常成功。BDI橋梁分析軟件采用了綜合的結(jié)構(gòu)評定方法，即以現(xiàn)場采集到的應(yīng)變數(shù)據(jù)作為校準(zhǔn)有限元分析模型的基礎(chǔ)，在得到的精確計算模型基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)當(dāng)前的承載力進(jìn)行較為準(zhǔn)確且快速的評定。

 
BDI分析軟件數(shù)據(jù)處理流程

現(xiàn)場測試需要一輛加載車在橋面指定車道上緩慢開行，通過裝在車輪上的無線發(fā)射裝置自動記錄荷載位置與測點(diǎn)應(yīng)變之間的相互對應(yīng)關(guān)系，該方法利用移動載重車輛測試截面應(yīng)變測點(diǎn)的影響線，而不是模擬設(shè)計荷載做重荷試驗(yàn)，因此，所用加載車輛一般比設(shè)計荷載相對較輕，一般不會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生永久性損傷和引起不能恢復(fù)的變形，而且不需要逐級加載，可以快速完成荷載試驗(yàn)，有利于節(jié)省時間并減少關(guān)閉交通時間和加載車費(fèi)用。

同時，該方法采用連續(xù)測量，是一種準(zhǔn)靜態(tài)荷載試驗(yàn)方法，要比傳統(tǒng)靜載方法僅就測點(diǎn)單個實(shí)測值和理論值進(jìn)行比較，大大拓展了信息量，不僅提供了整個結(jié)構(gòu)的行為信息，而且提高了實(shí)測數(shù)據(jù)的可靠性以及評估的科學(xué)性和準(zhǔn)確性?，F(xiàn)場測試數(shù)據(jù)經(jīng)與有限元分析模型的計算理論值進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，并借助于參數(shù)識別和模型校準(zhǔn)，進(jìn)一步修正理論分析模型及荷載檢定，最后在經(jīng)校準(zhǔn)后的分析模型上對結(jié)構(gòu)的承載力進(jìn)行評定。