1.一種橋梁連續(xù)變形檢測裝置,其特征在于,包括:水準儀模塊(1)、測距模塊(2)、傾角測量模塊(3)、主控板(4)、安裝支架(5)、步進電機(6)、聯(lián)軸器(7)、旋轉(zhuǎn)底座(8);其中,測距模塊(2)與旋轉(zhuǎn)底座(8)通過旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成旋轉(zhuǎn)機構(gòu),并與步進電機(6)通過聯(lián)軸器(7)連接,且旋轉(zhuǎn)底座(8)固定于安裝支架(5)的上表面上;傾角測量模塊(3)固定安裝于測距模塊(2)外殼上,可與之同步轉(zhuǎn)動;步進電機(6)的底座、主控板(4)、水準儀模塊(1)根據(jù)安裝要求固定于安裝支架(5)的上表面上;主控板(4)為步進電機(6)、傾角測量模塊(3)、測距模塊(2)提供電源與通訊接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的橋梁連續(xù)變形檢測裝置,其特征在于,水準儀模塊(1)為安裝支架(5)提供水平基準,使得安裝支架(5)上表面保持水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的橋梁連續(xù)變形檢測裝置,其特征在于,測距模塊(2)采用激光式測距模塊,并具備數(shù)據(jù)通訊接口;測距模塊(2)具有一個用于安裝旋轉(zhuǎn)軸的孔,并配備軸套、鍵槽、固定銷作為連接件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的橋梁連續(xù)變形檢測裝置,其特征在于,主控板(4)對控制步進電機(6)進行脈沖控制,使固定于旋轉(zhuǎn)底座(8)上的測距模塊(2)和傾角測量模塊(3)隨著步進電機(6)步進角變化進行跟隨;步進電機(6)、測距模塊(2)和旋轉(zhuǎn)底座(8)之間通過聯(lián)軸器(7)連接;主控板(4)負責整個橋梁連續(xù)變形檢測裝置的供電和通訊,并且通過實時采集距離和激光測距模塊的信息并根據(jù)算法計算出橋梁變形情況和撓度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的橋梁連續(xù)變形檢測裝置,其特征在于,步進電機(6)為高精度步進電機,通過脈沖信號對電機轉(zhuǎn)子步進角進行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的橋梁連續(xù)變形檢測裝置,其特征在于,聯(lián)軸器(7)為連接步進電機和激光測距模塊連接軸連接器,內(nèi)部具有彈性元件用于減小開關過程中的沖擊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的橋梁連續(xù)變形檢測裝置,其特征在于,旋轉(zhuǎn)底座(8)為鋼制構(gòu)件,內(nèi)置軸承座,通過旋轉(zhuǎn)軸與激光測距模塊(2)固定連接。
8.一種橋梁撓度測量方法,其特征在于,使用權(quán)利要求1-7中任意一條所述的橋梁連續(xù)變形檢測裝置,通過安裝支架(5)將橋梁連續(xù)變形檢測裝置安裝在橋墩表面,其中安裝支架(5)的側(cè)表面通過螺栓將垂直面固定于橋墩面,使得橋梁連續(xù)變形檢測裝置處于水平狀態(tài),記錄標高值(h);并且通過主控板(4)控制步進電機(6)標定傾角測量模塊(3);標定完成后,主控板(4)控制步進電機(6)使測距模塊(2)對準橋梁單跨橋墩與橋跨交點處,記錄此時傾角測量(θ1),并開啟測距模塊(2),讀取測距值(L1);主控板(4)控制步進電機(6)已設定的步進角值進行轉(zhuǎn)動,并進行下一組傾角測量和測距值測量,直到側(cè)角測量值接近90度,得到多組數(shù)據(jù),即(L1,θ1)至(Ln,θn)多組數(shù)據(jù),并將記錄的多組數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機進行數(shù)據(jù)處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的橋梁撓度測量方法,其特征在于,根據(jù)公式(1)和(2)計算出橋梁單跨各個點距地基準點高度(yn)和個點距安裝點位置(xn),得到數(shù)組(xn,yn),并根據(jù)該數(shù)據(jù)采用多項式擬合或高斯擬合方法得到擬合曲線,其中以橋梁為未加載負載時的數(shù)組為基準數(shù)組,擬合曲線為基準曲線,通過與加載數(shù)據(jù)數(shù)組所擬合得到的加載測量擬合曲線的對應值做差得到撓度曲線,撓度曲線的最大峰值為橋梁最大撓度變化值,其中:
yn=Ln*sin(θn)+h (1);
xn=Ln*cos(θn) (2)。