挑战：通过起重机升降臂吊装道路填料会使到断裂临界点的桥梁坍塌，需要寻找一种快速安全测量此时填料重量的方法。

解决方案：将荷重元传感器附在车载起重机悬挂铲斗的承重索上，并与NI WLS-9237 Wi-Fi数据采集(DAQ)模块连接，轻松读取并记录现场的载重数据，从而测量桥梁路基的重量。"由于桥梁坍塌的危险性，测试中最需要关注的问题是安全性。因此，我们采用NI WLS-9237无线数据采集模块，采集荷重元传感器所测量施加到桥梁上路基的重量数据。无线系统在提供快速计算坍塌负载所需精度同时消除了线缆可能导致安全性问题。”

使用NI软硬件开发无线测量系统

Ferguson结构工程实验室拥有一套结构测试工具和各类装载设备，在结构特性领域能够开展广泛研究。在2009年的一次试验中，对一座120英尺长、带有人为裂面的桥梁进行了三轮坍塌试验，以研究其作为美国国家公路与运输协会制定的临界断裂分类。在这三轮测试后，大桥终于因为承受不了超过360,000磅高于理论最大负荷而坍塌。研究人员通过对其进行测试，以确定在产生裂面后的损伤特性以及大梁断裂后的易损性，最终发现该桥承受了约4.5倍于最大理论负载的额外压力。

该测试目的观察失效过程，以及确定引发整体初次坍塌时所需最大负荷。大框架双箱形大梁结构行为要求三个步骤动态和静态进行第一次动态测试破坏了一侧大框架底部边缘，如果此时处于临界断裂则此断裂将导致整个橋段崩溃；然而，在第一轮后没有明显损害。这被认为是不稳定迹象，但没有达到危险水平。

我们再次进行一次动态加载以引发崩溃，被顶起并且呈现网状扩张，但随即消失，这进一步表明了它不具有致命性的迹象。

最后一次静态加载直至崩溃，每次增加1,500至3,000磅（图1）。100多个周期过后，当总计340万磅超越理论值360,000磅之后，该橋段最终崩溃。当考虑到橋段崩溃之危险，我们必须确保所有操作都是安全可控。此时我们选择使用WLS-9237 Wi-Fi DAQ模块，它可以直接从现场收集及记录这些关键参数，而不会受到任何机械活动干扰或其他物理因素影响，无需担心有任何潜在风险发生。

我们的LabVIEW软件允许远程监控负载信号，使得实时传输信息成为可能，同时保证了信号处理质量和商用网络保护等级，为我们提供了一种简单而安全地实现这一目标的手段（图2）。

实验流程：

为了迅速而又安全地执行这些操作，我们将一个小型木盒内置WLS-9237供电单独充电，然后固定在铲斗旁边，用钢绳将其与铲斗连接起来以保持足够空间避免造成事故。

要实现这一切，我们首先设计并实施一个仪器配置方案来监视变形和材料应力变化。应力计直接接入构件内部，以追踪材料中的变形。

所有硬件都来自美国国家仪器公司（NI），包括244通道DAQ设备（图5）。四台SCXI-1001 12槽机箱安装24个8通道通用应力模块；两台SCXI-1000 4槽机箱分别包含5个8通道通用应力模块和3个4通道隔离放大器；每两个相邻端口均由一根接线端子串联起来，与PCI-6250 DAQ板通过LabVIEW配置相连。

经过数天添加填料，当总体負載達到了約360萬磅時，一些混凝土开始碎化。当大量物质滑落前，又加入額外3铲堆填料（图6）。隨著負載超過試驗過程中已有的數值，大部分混凝土開始碎化並最終導致了結構完全倒下。在這個過程中，我們發現當結構損壞加劇時，這種冗余傳力的機制對維持結構平衡做出了貢獻。我們將會通過這些發現來開發強度模型評估雙箱形的大跨徑橋樑結構性能。

图1

图2

图3

图4

图5

图6