1.实验方法与步骤要求

A实验方法描述

学生实验前预习整个实验流程，了解斜拉桥的结构分析过程和受力特点以及施工方法工艺，完成预习报告；通过上机首先明确大跨度斜拉桥应力应变测试的总体方案设计；然后进入实验的操作环节：（1）安装各个阶段（施工阶段、竣工验收阶段、运营阶段）需要采用的仪器设备：布置测点，安装仪器设备；（2）虚拟加载：车辆荷载布载；（3）测试环节：按方案设计各阶段的测量步骤读取应变值，按时间顺序往前推进，直到试验完成。

B交互性操作

(一) 设计部分

图10仿真实验登陆界面

1．进入实验系统，登录个人用户；

2．设计测试总体方案，输入需要测试的阶段和采用的传感器，输出到相应界面进行下一阶段设计；

3．根据所选阶段，输入设计加载过程和形式；

4．输入试验分组号；

5．实验方案完成后将输出实验教学环节。

(二)实验准备环节

实验环节的操作界面是真实实验环境的虚拟界面，该界面可实现人机交互，通过使用鼠标/键盘控制虚拟场景中的“自己”，完成一系列的人物动作，包括行走、转向、抬头、低头、拿起、搬运、放下、校位、按钮、粘贴、连线、加载、读数等，学生通过交互式操作系统自行完成整个实验流程。该环节为整个实验的中心环节，包含的操作步骤多达数十个。以应变片的粘贴为例，主要步骤有：

1)输入待测位置（自主根据不同施工阶段斜拉桥受力特征选取）；

2)输入选择使用的传感器（选用应变片），进行质量检查；

3)点击按钮进行打磨操作；

4)点击按钮进行刷胶；

图11刷胶操作演示

5)点击按钮进行二次打磨；

图12砂纸打磨操作演示

6)点击按钮进行定位；

图13定位操作演示

7)点击按钮进行清洗；

8)点击按钮进行贴片贴接线柱操作；

9)点击按钮进行焊线；

10)点击按钮进行第一次检测；

图14检测操作演示

11)点击按钮进行打蜡；

12)点击按钮进行贴绝缘胶布操作；

13)点击按钮进行导线固定；

14)点击按钮进行第二次检测；

15)点击按钮进行 导线固定；

16)点击按钮接入应变仪，读取测量值；

(三)实验实施环节

（1）选择施工阶段，进入学习模式

（2）施工阶段

A主塔一段

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

  

  

图15电阻应变片安装操作演示

2选择要输入的加载荷载（该阶段主要为自重）

  

图16主塔底部测点位置示意图

3输出测点的应变数据

B进行下一阶段：主塔二段

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

2选择要输入的加载荷载（该阶段主要为自重）

  

图17主塔二段测点位置示意图

3输出测点的应变数据

C进行下一阶段：主塔三段

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

  

图18主塔三段测点位置示意图

2选择要输入的加载荷载（该阶段主要为自重）

3输出监测点位测量得到的应变数据

D进行下一阶段：主塔四段

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

2选择要输入的加载荷载（该阶段主要为自重）

3输出监测点位测量得到的应变数据

  

图19主塔四段测点位置示意图

E进行下一阶段：主塔五段

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

2选择要输入的加载荷载（该阶段主要为自重）

3输出监测点位测量得到的应变数据

4选择侧风载荷进行二次加载，输出数据

  

图20主塔施工过程应变监测数据

F进行下一阶段：主梁一段

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

2选择要输入的加载荷载（为自重）

3输出监测点位测量得到的应变数据

  

图21主梁一段测点位置示意图

G进行下一阶段：主梁二段

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

2选择要输入的加载荷载（为自重）

3输出监测点位测量得到的应变数据

  

图22主梁二段测点位置示意图

H进行下一阶段：主梁三段

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

2选择要输入的加载荷载（为自重）

3输出监测点位测量得到的应变数据

图23主梁三段应变监测数据

I进行下一阶段：半桥

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

2选择要输入的加载荷载（为自重）

3输出监测点位测量得到的应变数据

4选择侧风载荷进行二次加载，输出数据

图24主梁四段应变检测数据

J进行下一阶段：全桥

1选择关键截面和测点，安装合适的应变传感器

2选择要输入的加载荷载（为自重）

3输出监测点位测量得到的应变数据

4选择侧风载荷进行二次加载，输出数据

  

图25成桥阶段应变监测数据

K在施工结束后，输出整个1-10号测点随着施工不断进行而测得的应变变化趋势图，同时，输出整体应变数据表格，将其提供给学生，让学生自主完成应力计算，绘制出施工阶段各测点应力变化曲线图，完成实验报告。

同时，能够通过曲线图所展现出来的数据特征，依据标准和规范，完成对桥梁安全状况的基本判断。

（4）竣工验收阶段（结果呈现形式同上）

A点击竣工验收阶段，进入学习模式

B在之前选择的截面上找到合理的位置，正确布置光纤传感器和粘贴应变片

C选择合适的车道载荷，对其中某一幅桥施加该荷载

输出1-10号截面在偏载工况下偏载加载侧测点，偏载空载侧测点的应变变化折线图

D选择合适的车道载荷，对两幅桥同时施加

输出1-10号截面测点在满载工况下的应变折线图

E同时，输出偏载加载侧，偏载空载侧，满载这三种工况下1-10号截面测点应变变化对比图

  

  

图26成桥加载示意图

F选择合适的车辆载荷，进行跑车实验

输出6-10号截面各测点相对应的应变时程曲线，和光纤应变传感器生成的位移时程曲线

G综合上述多种工况的测试结果，依据标准和规范，对桥梁安全状况做出正确的评估。

（4）成桥运营阶段

A点击成桥运营阶段，进入学习模式

B在已选择的截面上，寻找合理的位置正确布置光纤传感器

C选择工况普通车辆+正常速度，输入加载

输出6-10号截面各测点对应的应变时程曲线

  

图27运营阶段检测示意图

D选择工况超重车辆+正常速度，输入加载

输出6-10号截面各测点对应的应变时程曲线

E选择工况普通车辆+超速，输入加载

采集光纤应变传感器数据

输出该工况应变时程曲线

F选择作用在跨中节点的静超载，输入加载

采集应变计数据

输出静超载作用下的监测点应力应变折线图。

(四)．在用户完成了整个测试过程，或者直接终止了实验后，系统会跳转至实验结果界面。该界面主要由系统通过智能分析操作数据、读取结果等。