根據(jù)雷達(dá)微變形監(jiān)測(cè)的基本原理可知，雷達(dá)測(cè)試的微變形是在雷達(dá)波束角范圍內(nèi)目標(biāo)體相對(duì)于雷達(dá)視線方向的變形量。而橋梁靜載試驗(yàn)通常是需要測(cè)試橋梁在靜載加載時(shí)垂直于橋身方向的豎向的變形，即橋梁的撓度。采用毫米波雷達(dá)測(cè)試時(shí)得到的雷達(dá)視線方向的形變量需要通過數(shù)據(jù)的處理計(jì)算得到橋梁的撓度。毫米波雷達(dá)對(duì)于橋梁撓度測(cè)試換算應(yīng)根據(jù)形變量的大小，采用合理的計(jì)算方法才能得到橋梁準(zhǔn)確的橋梁撓度測(cè)試值。對(duì)于中小跨徑橋梁，橋梁在靜載試驗(yàn)或正常運(yùn)營(yíng)過程中橋梁豎向撓度值相對(duì)較小，可以采用直接投影法進(jìn)行直接計(jì)算；對(duì)于大跨徑橋梁如斜拉橋和懸索橋，橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)或正常運(yùn)營(yíng)過程中橋梁撓度值可能達(dá)到幾十厘米，需要利用變形前后的幾何關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。

（1）直接投影法

對(duì)于采用雷達(dá)測(cè)試橋梁撓度時(shí)，橋梁撓度值較小時(shí)可以將視線向的形變量直接作為垂向形變?cè)诶走_(dá)視線向的分量進(jìn)行計(jì)算，用于垂直方向的變形量相對(duì)較小能保證換算的精度，見圖1。雷達(dá)測(cè)試橋梁撓度時(shí)，通常將雷達(dá)測(cè)試設(shè)備安放在橋梁正下方的位置，為得到橋梁測(cè)試位置處的較強(qiáng)的電磁波反射信號(hào)需要在測(cè)試位置安裝角反射器，見圖2。

圖1 橋梁撓度直接投影法示意圖

圖2 雷達(dá)測(cè)試橋梁撓度示意圖

采用雷達(dá)第一次進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，測(cè)試位置第一觀測(cè)的相位為：

橋梁在測(cè)試時(shí)發(fā)生向下豎向形變d后，則第二次觀測(cè)時(shí)相位為：

根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知：

因此橋梁在數(shù)值方向的撓度d可通過下式計(jì)算：

（2）利用幾何關(guān)系計(jì)算

當(dāng)采用毫米波雷達(dá)測(cè)試橋梁豎向變形相對(duì)較大時(shí)，采用直接投影法計(jì)算的精度可能相對(duì)較低，則需要利用兩次測(cè)量的幾何關(guān)系進(jìn)行計(jì)算才能保證撓度測(cè)試結(jié)果的精度。當(dāng)橋梁撓度測(cè)點(diǎn)P1（見圖3）位于某距離分辨單元內(nèi)，且為該單元內(nèi)最強(qiáng)的反射點(diǎn)。橋梁發(fā)生豎向形變發(fā)生后，Ｐ1點(diǎn)變動(dòng)至位置，由于橋身水平向形變微小，點(diǎn)仍處于原分辨單元內(nèi)，而雷達(dá)視線距離由Ｒ變?yōu)镽1，其差值即是雷達(dá)探測(cè)到的形變值。

圖3 雷達(dá)測(cè)試橋梁撓度形變幾何關(guān)系圖

由于橋梁測(cè)點(diǎn)水平方向的水平位移可以忽略不計(jì)，設(shè)雷達(dá)觀測(cè)點(diǎn)到橋身下邊緣的高度為ｈ，那么點(diǎn)處的雷達(dá)視線向形變和垂向形變滿足：

對(duì)于采用雷達(dá)對(duì)大跨徑橋梁撓度較大時(shí)計(jì)算橋梁撓度時(shí)，按上式進(jìn)行計(jì)算才能確保撓度值計(jì)算的精度。

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