[发明专利]一种承载力试验中构件挠度的监测系统及其监测方法

说明书

技术领域：

本发明涉及输电线路杆塔挠度测量方法，更具体涉及一种承载力试验中构件挠度的监测系统及其监测方法。

背景技术：

输电杆塔结构真型试验是检验和验证杆塔的整体力学性能和结构合理性、指导杆塔结构优化设计的不可或缺的重要手段，但由于杆塔结构真型试验通常要耗费较多的人力、物力和财力，只能有限度地进行，所以在结构设计的初期，特别是在进行初步探索比较或对设计理论计算进行研究时，一般多依靠对结构构件进行试验分析和理论计算。因此，构件试验是杆塔真型试验的有效补充，两种试验手段对于保证输电杆塔安全可靠、研究设计理论、促进输电杆塔优化设计具有同等重要的作用。

虽然构件试验系统进行的是结构构件或模型塔架的试验，试验规模相对较小，但其主要试验设施、设备与杆塔真型试验系统的组成结构相似，也包括试验大厅、试验台座、反力墙、反力架、液压加载系统、应变和位移测量系统、图像监控系统、吊装设备、试验制作设备以及配套的试验分析软件、试验机等。

工程中用到的铁塔杆件主要是钢铁，木材和混凝土，随着复合材料的兴起，复合材料已经出现在输配电杆塔制造中，复合材料杆塔已在全球部分地区得到应用，其中研制开发和应用相对成熟的有RS和Strongwell等公司。RS公司开发的复合材料杆塔已在欧美地区投入使用。例如加拿大大湖电力公司在230kV输电系统中安装了大约300基门形复合材料杆塔，此外还有90基复合杆塔正在其它电压等级输电系统中投入使用。在挪威，一条长50公里的132kV输电线路将使用170基RS公司生产的门形复合材料杆塔。由于复合材料模量小，复合材料单杆在受力时变形较大，对复合材料塔的设计带来了影响。在钢铁构件的承载力试验时，一般是取承载力的最高值为杆件的最大承载力，但是对于复合材料杆件，由于材料弹性模量小，未到达承载力极限的时候有可能由于杆件变形太大造成整塔破坏，所以需要对试验过程中构件的挠度和转角进行监控和测量，来控制试验的进行，从而使测量到的复合材料等变形较大杆件承载力值对整塔设计更有参考意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种承载力试验中构件挠度的监测系统及其监测方法，对输变电杆塔构件屈曲试验过程中的挠度及位移值进行测定，既可以全程掌握构件的变形情况，也可以通过对构件变形的实测值对试验进行控制，具有很强的实用性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种承载力试验中构件挠度的监测系统，所述监测装置包括测量装置、监测系统和控制系统；所述控制系统与测量装置连接。

本发明提供的一种承载力试验中构件挠度的监测系统，所述测量装置包括固定架和依次设置在固定架间的约束装置、荷载传感器和加载装置；所述约束装置间设有构件。

本发明提供的一种承载力试验中构件挠度的监测系统，所述固定架为反力架；所述约束装置为上端部刀口铰支座和下端部刀口铰支座，所述上端部刀口铰支座和下端部刀口铰支座分别通过法兰板与构件的一端连接；

所述刀口铰的口槽方向与所述构件的屈曲方向垂直。

本发明提供的另一优选的一种承载力试验中构件挠度的监测系统，所述加载装置为作动器，所述作动器量程为所述构件极限承载力的1.2到1.5倍之间。

本发明提供的再一优选的一种承载力试验中构件挠度的监测系统，所述控制装置连接所述作动器。

本发明提供的又一优选的一种承载力试验中构件挠度的监测系统，所述监测系统包括图像采集系统和与图像采集系统连接的图像处理系统；

所述图像采集系统垂直所述构件发生屈曲的所在面设置并记录所述构件发生屈曲的图像。

本发明提供的又一优选的一种承载力试验中构件挠度的监测系统的监测方法，所述方法包括以下步骤：

（1）测量构件长度记录到图像处理系统；

（2）构件通过测量装置进行屈曲实验；

（3）图像采集系统采集构件屈曲图像；

（4）图像处理系统处理构件屈曲图像；

（5）获得构件的挠度变化情况；

本发明提供的又一优选的一种承载力试验中构件挠度的监测系统的监测方法，所述屈曲实验通过作动器将荷载加载到所述构件上，所述作动器采用分级荷载方法加载，所述分级荷载按照所述构件极限承载力的5%比例逐级递增。

本发明提供的又一优选的一种承载力试验中构件挠度的监测系统的监测方法，所述图像采集系统采集作动器每一级的荷载使所述构件发生屈曲的图像，当所述构件屈曲变形达到边界值时停止实验。