應變是指結構在外力作用下的（de）相對變形，是掌握結構力學性能及判斷結構承載力的重要指標，在土木工程、機械製（zhì）造、航空航天（tiān）等多種學科的力學性能測試中廣泛應用。在橋梁工程領域，為了掌握新建（jiàn）橋梁或（huò）者運營橋梁的實際承（chéng）載力，判斷其是否達到設（shè）計荷載或目（mù）標荷（hé）載要求，通常（cháng）需要（yào）采用荷載試驗的方法，對橋梁的承載力進行（háng）鑒定。此時，應變測試就是一項主要測試內容。橋梁荷載試（shì）驗中（zhōng）的應變測試一般（bān）是通過在橋（qiáo）梁控製截麵安裝應變傳（chuán）感器(多采用電阻應變片)，然後通過對比加載前後的應變變化，獲得結構承受活荷載的能力。再通過試驗荷載與設計(目標)荷載的對比，反映橋梁承（chéng）載力（lì）的狀況。由於電（diàn）阻應變片一般需要直接粘貼在構件被檢測部位，常需高空操作,操作不便且效率低下。野外（wài）測試中，隨著橋梁（liáng）跨（kuà）徑的增（zēng）大，試驗加載車輛數量的增多，導致加（jiā）載曆程時（shí）間較長，應變片受（shòu）環境影響（xiǎng）很大，經常出現數值漂移過大的問題。由（yóu）於應變測量數值不穩定，經常導（dǎo）致結果不可（kě）用。

因（yīn）此，如何減（jiǎn）小（xiǎo）應變測試中的各（gè）種幹擾因素，提（tí）高檢測效率和測量數（shù）據（jù）的可信度，降低檢測成本，是長期以來技術人員一直努力探索的問題（tí）。本文在傳統應（yīng）變測試方法的基礎上（shàng），提出了一種基於雙懸臂梁工作特性的可裝配（pèi）式應變測量傳感器，大幅提高了現場檢測（cè）的工作效率和應變測量數據的可靠性（xìng）。

常用（yòng）應變測試技（jì）術的（de）分析與比較

常用應變測試技術主要包括（kuò）機械式、電阻式、振旋式、光纖式四種應變測量方（fāng）法。

機械式應變（biàn）測量裝（zhuāng）置一般將千分表與百分表（biǎo）等與頂杆等（děng）連接構造組合在一起（qǐ），為一（yī）種組合式應變測量裝置（zhì）。該方法雖然讀（dú）數直觀、構造簡便（biàn），但其讀數耗時耗力，且精度較低（dī），一（yī）般（bān）僅用在實驗室測試中。

振弦（xián）式應變測量方法是基於張（zhāng）緊弦振動頻率與張力之（zhī）間的關係而進行的結構應變測試（shì）方法。該測量方法具有結構簡單（dān）、安裝方便、抗幹擾能力（lì）強（qiáng）、信號失真小等優點。基於該原理（lǐ）研發的應變計、錨索（suǒ）計（jì）等（děng），廣（guǎng）泛應用在橋梁施工監控與健康監測的（de）應變、力（lì）值測試。根據其測量方法可知，張緊的鋼弦需要可靠固定在外部結構（鋼殼）上，當鋼殼（ké）產生應變，才能帶動並引（yǐn）起鋼弦振動頻（pín）率變化。因此，必（bì）須保證鋼殼與（yǔ）被測結（jié）構的可靠錨固。對於大多混凝（níng）土和鋼（gāng）結構橋梁，荷載試驗均采用粘貼工藝，而振弦式傳感器鋼殼軸向剛度（dù）極大，當采用粘貼工藝時，不（bú）能保證傳感器與被測結構的協同變形，導致數據偏小失真。因此，除非采用焊接或錨栓等可靠錨固措施，否則（zé）該類傳感器則不（bú）建議應（yīng）用在橋梁荷載試驗（yàn）中（zhōng）。

光纖式應變測量（liàng）方法具有抗電磁幹擾能力強、傳輸距離遠、溫度適應性好、靈敏度高、信號失真小等諸多（duō）優點，理論上其穩定性要顯著（zhe）高於前兩種方（fāng）法（fǎ）。但由於（yú）其價格（gé）較高，光纖傳（chuán）感器的使用、安裝（zhuāng）及傳輸較為複雜，一般（bān）僅用於橋梁長期監測中，並不適（shì）合與橋梁荷載試驗這種相對應變的快速（sù）測試中。

電阻式應變（biàn）測量方法因其（qí）靈敏度（dù）高、易（yì）於實現數字化及自動化、測試費（fèi）用低等優點（diǎn）得到了廣（guǎng）泛使用。橋梁荷載（zǎi）試驗中經常采用電阻應（yīng）變片進行單向應變和平麵應變測試（shì）。由於實驗中測點眾多，通常（cháng）采（cǎi）用半橋連接方法，即采用溫（wēn）度的公共補償方式。因野外試驗（yàn）環境惡劣（liè），受溫度、濕度以及其他自然因素和人為因素影響大；隨著橋梁跨徑增大，需要的試驗加載車（chē）輛也增多，車輛加載、卸載曆程隨之也較長，會使應變數據出現較大（dà）的漂（piāo）移，掩蓋了應變（biàn）真值，導（dǎo）致測試結（jié）果無（wú）法使用。因此，如何提高電阻式應變測試（shì）方法的穩定性和抗幹擾能力，是該方（fāng）法改進和進一步推廣應用的前提。電阻應（yīng）變片構造如圖4所示。

綜合以（yǐ）上分析並結合橋梁荷載試驗的特點和要求，機械式、振（zhèn）弦式、光纖（xiān）光柵式應變傳感器（裝置）等均不適合荷載試（shì）驗應用。電阻式應變測量具有精度高、靈敏度高、使用方便的優點，但是重點需要克服其穩定性差、受環境影響大的缺點。因此（cǐ），本文基於電阻式測量原理，提出一種新的應變測試技術，研發出了多用（yòng）途應變測量傳感器。基於特殊的技術措施（shī），攻克了電阻應變片測量中的缺陷，可適應各種不同應變量程需求，滿足橋梁（liáng）及（jí）其他結構野外測試的要求。