同样是测位移,市面上常见四种设备:接触式无线位移计、拉绳位移计、激光位移计、图像位移计。
桥梁梁端伸缩、主梁挠度、隧道拱顶沉降,都涉及位移监测,但现场采用的测量方式往往不同。有的使用拉绳式位移计,有的采用激光测距,也有项目通过相机识别结构位移。
同样是测位移,设备到底该怎么选?关键不只是精度,还要看测量对象、参考基准和现场安装条件。
1.测点碰得到吗?
能上去贴、能架支架的部位,接触式最省心;够不着、不能碰、或者一碰就影响结构的部位(大跨主梁跨中、主塔、高墩),只能非接触——激光或者图像。
2.位移有多大,要多细?
量程和精度天生是一对矛盾。接触式和拉绳的精度都按满量程的百分比算:量程越小越精。要盯 1mm 级的支座压缩,就不能拿 2 米量程的设备去量;反过来,顶升全程几十厘米的大位移,小量程设备直接顶死。
3.静态还是动态?一个点还是一片点?
静载分级加载,每级稳住读数,采样不用快;跑车试验要抓车过桥瞬间,采样得上百赫兹;主塔、大跨桥一片区域十几个点,一台一台堆设备不现实。这三个场景用的设备完全不同。
激光式:不接触测点,也能获取距离变化
激光位移计通过测量设备与目标之间的距离变化,反映结构在测量方向上的位移。
对于不便机械连接的测点,激光测距提供了另一种选择。但测量光路、目标反射条件及参考端稳定性,都会影响数据质量。



拉绳式:适合有明确连接条件的相对位移测量
拉绳式位移计通过拉绳伸缩获取位移变化,常用于梁端伸缩、结构接缝等位置。
这类方式需要可靠的固定端,安装时应注意拉绳方向与被测位移方向的关系,同时避免摩擦、卡阻及超量程。


图像式:适合可视条件下的多测点观测
图像式位移测量通过相机采集图像,识别并跟踪结构上的特征点或标靶,计算其位置变化。
它可以在一定条件下同时观测多个测点,但对相机稳定性、光照、遮挡及标定质量有要求。
三种方式各有适用条件,并不存在某一种/全/面优于其他方式的结论。

桥梁位移监测首先要区分测量部位。
梁端伸缩位移
梁端受温度变化、车辆荷载等因素影响,可能产生相对位移。
如果两端具备可靠的安装位置,且测量方向明确,可以考虑拉绳式位移计。选型时需核对预计位移范围,并预留合理量程。

主梁挠度
主梁挠度通常关注竖向变形。对于梁底空间受限、不便设置机械连接的测点,可以评估激光测距方案。
例如,采用固定激光测距装置配合反射靶板,利用距离变化及测量几何关系计算挠度。前提是参考基准可靠,测量方向和靶板运动方式符合计算条件。
在桥梁静载试验中,也可根据现场布设及采集要求,选择便携式激光测量设备。

多测点位移
当多个测点处于相机有效视野内,且具备稳定的成像条件时,可以考虑图像式测量,减少逐点设置机械测量连接的需求。
隧道运营期监测中,拱顶沉降、结构接缝张开及相对错动,关注的位移方向并不相同。
对于拱顶沉降,在具备稳定参考基准和通视条件时,可通过激光测距获取拱顶与参考位置之间的距离变化,再根据测量方向进行分析。
需要注意,激光测得的距离变化,不一定直接等于竖向沉降量。当测量光轴倾斜时,应结合几何关系换算,并考虑参考端自身的稳定性。
对于局部接缝的相对位移,如果具备机械连接条件,也可以考虑拉绳式测量;不便接触且目标清晰可见时,则可评估图像式方案。
选型要点 | 需要确认的问题 |
测量对象 | 测竖向、水平位移,还是两点间相对位移? |
参考基准 | 固定端或参考位置是否稳定? |
安装条件 | 能否机械连接?光路、视线是否通畅? |
测量要求 | 量程、精度、采集频率是否满足项目需求? |
运行环境 | 温湿度、振动、遮挡及后期维护是否可控? |
实际工程中,位移计的选择不能只看产品参数。
先明确测什么、怎么测,再根据现场条件确定设备。对于桥梁、隧道这类长期服役结构,测量基准的可靠性和数据的可持续获取,同样需要在方案阶段考虑。