結（jié）構的應變測試是（shì）評估其力學性能和安全狀態的重要手段（duàn）之一。結（jié）構應變（biàn）測（cè）試設備能（néng）夠（gòu）精確（què）捕捉結構（gòu）在受力過程中（zhōng）的微（wēi）小變（biàn）形（xíng），為工程師在（zài）橋梁檢測中提供（gòng）了寶貴的數（shù）據支持。

結構在外力作（zuò）用（yòng）下會產生（shēng）應力，應力是反映結（jié）構（gòu）在荷載作用下（xià）構件的（de）局部受力與破壞狀（zhuàng）態的關（guān）鍵指標（biāo），也（yě）是反（fǎn）映結構安（ān）全狀態的（de）主要參數。實際（jì）上直接測量應力比較（jiào）困難，一（yī）般是通（tōng）過測量應變間（jiān）接（jiē）測量應力。

通過結構應（yīng）變（biàn）測（cè）試，不僅可（kě）以有效識（shí）別結構的薄弱環節（jiē），預防潛在的安全隱患，還能為（wéi）結構優化設計和橋梁健康（kāng）監（jiān）測提（tí）供科（kē）學（xué）依據。本文中交路（lù）橋科（kē）技將匯總（zǒng）結構應（yīng）變測（cè）試設備與（yǔ）大家分（fèn）享，並為相關領域的研（yán）究和實踐提供參（cān）考。

1、應變測試係統

應變測試（shì）係統用於測量（liàng）和記錄結構或材（cái）料（liào）荷（hé）載作用下（xià）產生的（de）應變，它通常包括應（yīng）變計、數據采集單元（yuán）、信號放大（dà）器、數據分析軟件（jiàn）。應變計是該係統（tǒng）中的最重要的設備，它是測量物體微小形變的傳（chuán）感器（qì），它的基本原（yuán）理是（shì）利用（yòng）某些材（cái）料的固有特性（xìng），如金屬的（de）電阻應變效應（yīng）或某些（xiē）傳感材料（liào）的壓（yā）電（diàn）效（xiào）應，將物體的形變（biàn）轉換為電（diàn）信號、光信號（hào）等（děng），從而實現（xiàn）對微小變形的測量。

（1）振弦式應（yīng）變計

振（zhèn）弦式應變計工（gōng）作原（yuán）理基於弦的振動（dòng）頻率與弦的（de）張力（lì）之間（jiān）的關係。一定長度（dù）的鋼弦張拉在兩個（gè）端塊之間，端塊（kuài）牢固安裝於待測構件上（shàng），構件的變形使得兩端塊相對（duì）移動並導致（zhì）鋼弦張力變化，張力的變化又使鋼弦的諧振頻率發生變化，通過測量鋼弦（xián）諧振頻率的（de）變化從而測（cè）出（chū）待（dài）測（cè）構件的應變。

（2）磁致伸縮式

利（lì）用磁致伸縮效應，是指某些（xiē）材料在外加磁（cí）場（chǎng）的作用（yòng）下發（fā）生尺寸變化的現象。鎳錳（měng）合金（NiMn）是（shì）一種具有（yǒu）磁致伸縮（suō）效應的合（hé）金（jīn），它（tā）能夠在應力作（zuò）用下改變（biàn）其磁化狀態（tài），這種（zhǒng）變化與磁場強度成比例關係，從而（ér）實現（xiàn）應變（biàn）的測量。

（3）電（diàn）阻式應變（biàn）計

基於材（cái）料的電阻隨應（yīng）變而（ér）發生變化（huà）的原理。電阻式（shì）應（yīng）變（biàn）計通常由金屬箔（bó）片構（gòu）成，當材（cái）料受（shòu）到（dào）力（lì）或應變（biàn）時（shí），箔（bó）片的長度（dù）、寬度或電阻值會發生變（biàn）化。通過測量電阻值的變化，可以確定應變的大小（xiǎo）。

（4）光（guāng）纖光柵應變計

光纖傳（chuán）感器基於光纖中的光柵（shān）對波長變化的敏感性。當光纖光柵（shān）受到外界的（de）應（yīng）變或溫度變化時，其反射或（huò）透（tòu）射的光波長會發生變（biàn）化，這種變化與應變或溫（wēn）度的變化成比例關係。具體（tǐ）來說：（1）通過紫外光刻（kè）技（jì）術在光（guāng）纖芯上刻寫出周期性（xìng）的折射率變化，形成光柵結（jié）構。（2）當光纖光柵受到拉伸或壓縮時，光柵的周（zhōu）期發生變化，導致（zhì）反射光的波長發生變化。（3）再通過光（guāng）譜分析儀等設備檢測反射光波長（zhǎng）的變化，從（cóng）而計算出應變值。

2、應變計應用

每種應變計都有其適用的領域和特（tè）點，在（zài）選擇應變計時，需要測試需求考慮測（cè）量範圍（wéi）、精度（dù）要求、環（huán）境適應性、價格、組網等（děng）因（yīn）素綜合確定。應變計選（xuǎn）型技（jì）術指標。

（1）采集頻率：根據數（shù）據采集頻率可分為靜態應變計和動態應變計。

（2）分辨率（lǜ）：應（yīng）變（biàn）計能分（fèn）辨出（chū）的最（zuì）小應變（biàn），一般可達到0.1με。

（3）組網方（fāng）式：易於實現全自（zì）動化數據采集、多點同步測量、遠（yuǎn）距離測量和（hé）遙控測試，操作方便，測（cè）試方法易（yì）於掌握。

（4）標距：應變計標（biāo）距一般約為100～150mm。對一些圬工橋梁需（xū）要采用大標距應變計（jì）。對一些節點局部應變測試，需（xū）要用到小標距應變片。

（5）安裝方式：分為內埋式和表貼（tiē）式，內埋（mái）式傳感器一般（bān）用（yòng）於混凝土橋梁施工監控，施工時安裝（zhuāng）於（yú）混（hún）凝土（tǔ）結（jié）構內部。

（6）量程：應變計能夠測量（liàng）的最大應（yīng）變範圍，一般約為（wéi）3000με。

（7）適用溫度範圍：電阻式（shì）受（shòu）溫度影響較大，需補償；光纖光柵式（shì）溫度（dù）適應性（xìng）好；弦（xián）的振動頻率受溫度影響較小；磁致伸縮材料（liào）的性能可能受到溫度變化（huà）的影響。

隨（suí）著智（zhì）能化、數字（zì）化技（jì）術的持續滲透（tòu），中交路橋科技先進的（de）檢（jiǎn）測設（shè）備無疑將在推動交通基礎設施建（jiàn）設（shè）和維護向更高質量、更高效率轉型中發（fā）揮更加（jiā）關鍵（jiàn）的作用。從智能（néng）監測係統（tǒng）到自動（dòng）化檢測（cè）裝備，每一步技術革新都是對“智（zhì）慧交通（tōng）”理念的（de）生動（dòng）實踐，旨在（zài）為人類社會的（de）出行（háng）安（ān）全與便捷貢獻更多“中國智慧”與“中（zhōng）國方案（àn）。