本发明专利技术提供一种桥梁拉索索力增量精确测量装置和测量方法，其中，测量装置包括索力测试仪、传输层和展示层；索力测试仪包括上夹紧环、下夹紧环、四连接杆、四应变片、温度补偿应变片、应变采集仪，上夹紧环和下夹紧环之间通过四连接杆连接，每一连接杆由两传力杆和一变形杆串联而成，其中，变形杆位于两传力杆之间，每一变形杆的中部安装一应变片，四连接杆之一的其中一根传力杆的中部安装温度补偿应变片，温度补偿应变片和四应变片均连接应变采集仪；测量方法基于上述测量装置进行。本发明专利技术的装置可以克服无法在拉索上安装应变片的缺点，具有原理简单，测试精度高的优点，测量方法使监控能够实现动态化和长期化，为拉索索力测定提供了可靠的保障。
【技术实现步骤摘要】
一种桥梁拉索索力增量精确测量装置及测量方法
本专利技术涉及缆索
，特别涉及一种桥梁拉索索力增量精确测量装置及测量方法。
技术介绍
拉索是现代桥梁的重要承力结构，包括斜拉桥的拉索、拱桥的吊杆及部分桥梁的体外预应力等。对桥梁结构状态的判定需要测量拉索索力，其常用的方法包括：磁通量法、压力环法以及频率法。其中磁通量法在国内实用案例很少，在技术上不够成熟。压力环法测试精度高，能满足索力增量的测试需求，但是该方法的缺点在于需要在拉索安装时就预先设置压力环，该方法无法对既有桥梁进行使用，且该方法价格十分昂贵，无法大规模普及。频率法包括接触式测定以及非接触式测定两种，均是通过频率与索力关系式求出索力，虽然在工程运用上十分便捷，但精度不高。显然这三种方法都存在误差较大的问题，特别是用在短索上时。鉴于以上行业中存在的问题，迫切需要提出一种测试简便、测试精度高的桥梁拉索索力增量精确测量装置及测量方法。
技术实现思路
为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，包括索力测试仪、传输层和展示层；所述索力测试仪包括上夹紧环、下夹紧环、四连接杆、四应变片、温度补偿应变片、应变采集仪，所述上夹紧环和下夹紧环平行且正对，两者的中部具有供拉索穿过的夹持通孔，所述夹紧通孔的孔径略小于缆索直径，所述上夹紧环和下夹紧环之间通过四连接杆连接，四连接杆间隔设置，并环绕在所述夹持通孔的周向，每一连接杆由两传力杆和一变形杆串联而成，其中，所述变形杆位于两传力杆之间，每一变形杆的中部安装一应变片，四连接杆之一的其中一根传力杆的中部安装温度补偿应变片，所述温度补偿应变片和四应变片均连接应变采集仪；所述传输层包括4G/5G信号发射器和云端，所述应变采集仪通过4G/5G信号发射器连接云端；所述展示层包括终端设备，所述终端设备无线连接云端。优选地，所述上夹紧环和下夹紧环的结构相同，所述上夹紧环呈圆环状，并均分为两个半圆环，每一半圆环弧长方向上的两端均焊接有耳板，每一耳板上开设有螺栓孔，两个半圆环通过高强度螺栓螺纹插设螺栓孔的方式连接成一个圆环，圆环的内环为所述夹持通孔。优选地，所述夹持通孔的孔壁刻有螺纹结构。优选地，所有连接杆的长度相同，所有传力杆的材料相同、尺寸相同，所有传力杆均采用金属或者合金制成，其垂直长度方向上的横截面为圆形结构。优选地，所有变形杆的材料相同、尺寸相同，所有变形杆均采用金属或者合金制成，其垂直长度方向上的横截面为矩形结构，该横截面尺寸均小于拉索横截面尺寸和传力杆的横截面尺寸，所述变形杆的弹性模量小于传力杆的弹性模量。优选地，所述终端设备为计算机或者手机或者平板。此外，本专利技术还提供一种桥梁拉索索力增量精确测量方法，所述测量方法采用上述的一种桥梁拉索索力增量精确测量装置进行测量，包括如下步骤：(1)索力测试仪标定；(2)待测拉索上安装索力测试仪；(3)仪器连接，其中，索力测试仪的所有应变片和温度补偿应变片均与应变采集仪连接，应变采集仪通过传输层的4G/5G信号发射器连接云端，展示层的终端设备无线连接云端；(4)设置待测拉索相关参数，具体在终端设备上设置待测拉索的参数，参数主要为待测拉索的弹性模量E和截面面积A；(5)拉索索力增量采集。优选地，在步骤(1)中，当待测拉索的弹性模量E和截面面积A未知时，索力测试仪的量程通过试验标定，标定在缆索开始安装前，具体做法如下：1)选取与待测拉索同型号的一根拉索；2)在所选取的拉索中部安装索力测试仪；3)将所选取的拉索两端安装于MTS万能试验机上；4)对MTS万能试验机施加不同等级荷载，同时测量索力测试仪上应变数据；5)通过下式即可标定得到拉索的抗拉刚度EA：式中，ΔF为拉索的索力增量，Ld为变形杆的长度，Lc为上夹紧环和下夹紧环之间的间距，εi为第i个应变片的应变值，εa为温度补偿应变片的应变值，LT为传力杆的长度。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术提供了一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，该装置的优点有：适用性广泛、操作简单、经济实惠以及可重复使用；(2)本专利技术的索力测试仪，通过传力杆和变形杆抗拉强度的差异性实现应变的放大，从而提高索力增量测试的精度；同时，通过在传力杆上设置温度补偿片的方式，有效的消除了温度对测试结果的干扰，进一步提高了索力测量的精度；(3)本专利技术提供了一种桥梁拉索索力增量测量方法，该方法能够利用无线网络实现数据的实时传输，使监控能够实现动态化和长期化，为拉索索力测定提供了可靠的保障，同时也填补了拉索动态监测领域的空白。附图说明图1是本专利技术索力测试仪的结构示意图。图2是本专利技术测量装置的系统结构示意图。主要元件符号说明图中：上夹紧环1、下夹紧环2、变形杆3、螺栓4、应变片5、温度补偿应变片6、传力杆7、索力测试仪10、4G/5G信号发射器20、云端30、终端设备40。如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式请参阅图1至图2，在本专利技术的一种较佳实施方式中，一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，包括索力测试仪10、传输层和展示层。所述索力测试仪10包括上夹紧环1、下夹紧环2、四连接杆、四应变片5、温度补偿应变片6、应变采集仪，所述上夹紧环1和下夹紧环2平行且正对，两者的中部具有供拉索穿过的夹持通孔，所述夹紧通孔的孔径略小于缆索直径，所述上夹紧环1和下夹紧环2之间通过四连接杆连接，四连接杆间隔设置，并环绕在所述夹持通孔的周向，每一连接杆由两传力杆7和一变形杆3串联而成，其中，所述变形杆3位于两传力杆7之间，每一变形杆3的中部安装一应变片5，四连接杆之一的其中一根传力杆7的中部安装温度补偿应变片6，所述温度补偿应变片6和四应变片5均连接应变采集仪。本专利技术的索力测试仪10通过上夹紧环1和下夹紧环2的夹持通孔来夹紧待测拉索，通过连接杆来使得上夹紧环1和下夹紧环2连接，其中，连接杆由传力杆7和变形杆3构成，变形杆3能够在上夹紧环1和下夹紧环2随拉索受力产生移位时同步发生变形，该变形被变形杆3上的应变片5检测到，通过应变片5的检测结果即可获知拉索的变形情况，此外，传力杆7上设置的温度补偿应变片6可用于测量温度变化引起的变形，从而提高本装置测试的准确性。在本实施方式中，所述上夹紧环1和下夹紧环2的结构相同，所述上夹紧环1呈圆环状，并均分为两个半圆环，每一半圆环弧长方向上的两端均焊接有耳板，每一耳板上开设有螺栓孔，两个半圆环通过高强度螺栓4螺纹插设螺栓孔的方式连接成一个圆环，圆环的内环为所述夹持通孔。优选地，所述夹持通孔的孔壁刻有螺纹结构，以加大上夹紧环1和下夹紧环2夹持拉索的摩擦力。优选地，所有连接杆的长度相同，所有传力杆7的材料相同、尺寸相同，所有传力杆7均采用金属或者合金制成，具体是采用重量轻、弹性模量较大、温度敏感性低的金属或者合金，其垂直长度方向上的横截面为圆形结构。所有变本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，其特征在于：包括索力测试仪、传输层和展示层；所述索力测试仪包括上夹紧环、下夹紧环、四连接杆、四应变片、温度补偿应变片、应变采集仪，所述上夹紧环和下夹紧环平行且正对，两者的中部具有供拉索穿过的夹持通孔，所述夹紧通孔的孔径略小于缆索直径，所述上夹紧环和下夹紧环之间通过四连接杆连接，四连接杆间隔设置，并环绕在所述夹持通孔的周向，每一连接杆由两传力杆和一变形杆串联而成，其中，所述变形杆位于两传力杆之间，每一变形杆的中部安装一应变片，四连接杆之一的其中一根传力杆的中部安装温度补偿应变片，所述温度补偿应变片和四应变片均连接应变采集仪；所述传输层包括4G/5G信号发射器和云端，所述应变采集仪通过4G/5G信号发射器连接云端；所述展示层包括终端设备，所述终端设备无线连接云端。/n
【技术特征摘要】
1.一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，其特征在于：包括索力测试仪、传输层和展示层；所述索力测试仪包括上夹紧环、下夹紧环、四连接杆、四应变片、温度补偿应变片、应变采集仪，所述上夹紧环和下夹紧环平行且正对，两者的中部具有供拉索穿过的夹持通孔，所述夹紧通孔的孔径略小于缆索直径，所述上夹紧环和下夹紧环之间通过四连接杆连接，四连接杆间隔设置，并环绕在所述夹持通孔的周向，每一连接杆由两传力杆和一变形杆串联而成，其中，所述变形杆位于两传力杆之间，每一变形杆的中部安装一应变片，四连接杆之一的其中一根传力杆的中部安装温度补偿应变片，所述温度补偿应变片和四应变片均连接应变采集仪；所述传输层包括4G/5G信号发射器和云端，所述应变采集仪通过4G/5G信号发射器连接云端；所述展示层包括终端设备，所述终端设备无线连接云端。
2.如权利要求1所述的一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，其特征在于：所述上夹紧环和下夹紧环的结构相同，所述上夹紧环呈圆环状，并均分为两个半圆环，每一半圆环弧长方向上的两端均焊接有耳板，每一耳板上开设有螺栓孔，两个半圆环通过高强度螺栓螺纹插设螺栓孔的方式连接成一个圆环，圆环的内环为所述夹持通孔。
3.如权利要求1所述的一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，其特征在于：所述夹持通孔的孔壁刻有螺纹结构。
4.如权利要求1所述的一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，其特征在于：所有连接杆的长度相同，所有传力杆的材料相同、尺寸相同，所有传力杆均采用金属或者合金制成，其垂直长度方向上的横截面为圆形结构。
5.如权利要求1所述的一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，其特征在于：所有变形杆的材料相同、尺寸相同，所有变形杆均采用金属或...
【专利技术属性】
技术研发人员：王华，王龙林，卓小丽，于孟生，施培华，黄凯楠，杨雨厚，
申请(专利权)人：广西交科集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45
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