一种斜拉索索力试探测试法制造技术

本发明专利技术属于桥梁结构无损检测技术领域，具体提供了一种斜拉索索力试探测试法，包括以下步骤：在夜间封闭交通的情况下进行全桥拉索频率测试；利用有限元进行斜拉桥移动荷载影响线分析，形成荷载

【技术实现步骤摘要】
一种斜拉索索力试探测试法


[0001]本专利技术属于桥梁结构无损检测
，具体涉及一种斜拉索索力试探测试法。

技术介绍

[0002]斜拉桥的拉索索力测试通常有如下方法：油压表法、压力传感器法、振动频率法和磁通量法等。其中，频率法因其简单、便于操作而广泛应用于斜拉桥施工过程及成桥后的索力检测。其具体原理是通过在拉索远离端部一定距离处布设拾振器进行动力响应时程采集，然后通过频谱分析得到拉索的前几阶自振频率，然后利用拉索自振频率与索力的换算关系换算得到拉索的索力值；在拉索索力与频率的换算关系上，一方面可以通过理论计算的方法进行计算，但是由于对斜拉索动力长度的取值、拉索边界条件的模拟不够真实以及拉索参数尤其阻尼参数不够精确，导致采用该方法计算的换算系数不够准确。因而，通常在施工过程中采用其他的方法(例如，油压表法、压力传感器法等)对拉索自振频率与索力的换算关系进行标定；但在成桥以后，由于大多数的斜拉桥的拉索都会安装减震阻尼器以抑制拉索的大幅振动，减震阻尼器的安装不会改变索力值但会改变拉索的频率特性值，从而改变拉索索力与频率的换算关系。如果施工监控单位在安装减震阻尼器前后做了全桥斜拉索索力和频率的测试并将其记录下来，则可作为运营期拉索索力动测法的基础。
[0003]大多数的桥梁由于未能在竣工以后保留拉索索力与频率的有关资料，尤其是未能保留安装减震阻尼器前后的拉索索力与频率的测试数据，导致在对运营期斜拉索索力进行动测时，缺少准确的频率与索力的换算关系。因而无法准确地开展斜拉桥运营期拉索的索力测试。
专利技术内容
[0004]本专利技术提供的一种斜拉索索力试探测试法，目的是克服现有技术中传统的索力测试方法需要通过传感器对拉索索力与频率的换算系数进行标定，而运营期，无法对拉索索力与频率的换算系数进行标定的问题；目的二是克服现有技术中大多数的桥梁由于未能在竣工以后保留拉索索力与频率的有关资料，尤其是未能保留安装减震阻尼器前后的拉索索力与频率的测试数据，导致在对运营期斜拉索索力进行动测时，缺少准确的频率与索力的换算关系，因而无法准确地开展斜拉桥运营期拉索的索力测试问题。
[0005]为此，本专利技术提供了一种斜拉索索力试探测试法，包括如下步骤：
[0006]1)获取斜拉桥所有拉索的频率值；
[0007]2)对斜拉桥进行移动荷载影响线分析，形成荷载-索力增量的影响矩阵；
[0008]3)利用荷载-索力增量的影响矩阵，对各待测拉索制定加载方案，并求得索力增量；
[0009]4)按照步骤3)制定的加载方案对各拉索依次加载，并分别测试加载情况下的拉索频率值，形成加载情况下的频率向量；
[0010]5)利用拉索的频率值和加载情况下的频率向量推算拉索索力与频率的换算系数；
[0011]6)利用拉索索力与频率的换算系数、拉索的频率值获得拉索索力值，开展斜拉桥运营期拉索的索力测试。
[0012]进一步的，所述步骤1)获取斜拉桥所有拉索的频率值时，需在夜间封闭交通的情况下进行。
[0013]进一步的，所述步骤1)拉索的频率值的获取方法为：在拉索上布置拾振器或加速度或速度传感器，通过测试拉索的动力响应时程，然后通过频谱分析得到拉索的自振频率，即拉索的频率值。
[0014]进一步的，所述步骤2)利用有限元方法对斜拉桥进行移动荷载影响线分析。
[0015]进一步的，所述加载方案为：在拉索索力影响区域进行荷载加载，使拉索产生相应的索力增量。
[0016]进一步的，所述荷载加载的加载吨位为设计荷载中的重车重量乘以车道数。
[0017]进一步的，所述拉索索力与频率的换算系数的推算步骤包括：
[0018]T
i
＝k
i
·
f
i2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0019]T
i
+ΔT
i
＝k
i
·
f
i
′2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0020]式(2)-式(1)得到：
[0021][0022]进而，得到：
[0023][0024]式中：f
i
为拉索的频率值、f
i
′
为加载情况下的频率向量、ΔT
i
为索力增量、k
i
为拉索索力与频率的换算系数。
[0025]进一步的，所述各待测拉索的索力增量需达到恒载索力的10％以上。
[0026]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种斜拉索索力试探测试法，巧妙地利用荷载试探的方法识别出拉索索力与频率的换算系数，可实现常规动测仪不作频率-索力换算系数标定的情况下开展斜拉索的索力测试，以及运营期对拉索索力与频率的换算系数进行标定的情况下开展斜拉索的索力测试；
[0027]本专利技术提供的这种斜拉索索力试探测试法，通过荷载试探的方式推算拉索频率与索力的换算关系进而识别索力，即使大多数的桥梁由于未能在竣工以后保留拉索索力与频率的有关资料，尤其是未能保留安装减震阻尼器前后的拉索索力与频率的测试数据，也可准确地开展斜拉桥运营期拉索的索力测试，这对于既有斜拉桥的恒载索力检测具有重要意义。
附图说明
[0028]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
[0029]图1为本专利技术的荷载试探加载示意图；
[0030]图2为本专利技术的频率识别精度-索力识别精度曲线；
[0031]图3为本专利技术的索力增量-索力识别精度曲线。
具体实施方式
[0032]实施例1：
[0033]一种斜拉索索力试探测试法，包括如下步骤：
[0034]1)获取斜拉桥所有拉索的频率值；
[0035]2)对斜拉桥进行移动荷载影响线分析，形成荷载-索力增量的影响矩阵；
[0036]3)利用荷载-索力增量的影响矩阵，对各待测拉索制定加载方案，并求得索力增量；
[0037]4)按照步骤3)制定的加载方案对各拉索依次加载，并分别测试加载情况下的拉索频率值，形成加载情况下的频率向量；
[0038]5)利用拉索的频率值和加载情况下的频率向量推算拉索索力与频率的换算系数；
[0039]6)利用拉索索力与频率的换算系数、拉索的频率值获得拉索索力值，开展斜拉桥运营期拉索的索力测试。
[0040]本专利技术提供的这种斜拉索索力试探测试法，巧妙地利用荷载试探的方法识别出拉索索力与频率的换算系数，可实现常规动测仪不作频率-索力换算系数标定的情况下开展斜拉索的索力测试，以及运营期对拉索索力与频率的换算系数进行标定的情况下开展斜拉索的索力测试；通过荷载试探的方式推算拉索频率与索力的换算关系进而识别索力，即使大多数的桥梁由于未能在竣工以后保留拉索索力与频率的有关资料，尤其是未能保留安装减震阻尼器前后的拉索索力与频率的测试数据，也可准确地开展斜拉桥运营期拉索的索力测试，这对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斜拉索索力试探测试法，其特征在于：包括如下步骤：1)获取斜拉桥所有拉索的频率值；2)对斜拉桥进行移动荷载影响线分析，形成荷载-索力增量的影响矩阵；3)利用荷载-索力增量的影响矩阵，对各待测拉索制定加载方案，并求得索力增量；4)按照步骤3)制定的加载方案对各拉索依次加载，并分别测试加载情况下的拉索频率值，形成加载情况下的频率向量；5)利用拉索的频率值和加载情况下的频率向量推算拉索索力与频率的换算系数；6)利用拉索索力与频率的换算系数、拉索的频率值获得拉索索力值，开展斜拉桥运营期拉索的索力测试。2.如权利要求1所述的斜拉索索力试探测试法，其特征在于：所述步骤1)获取斜拉桥所有拉索的频率值时，需在夜间封闭交通的情况下进行。3.如权利要求1所述的斜拉索索力试探测试法，其特征在于：所述步骤1)拉索的频率值的获取方法为：在拉索上布置拾振器或加速度或速度传感器，通过测试拉索的动力响应时程，然后通过频谱分析得到拉索的自振频率，即拉索的频率值。4.如权利要求1所述的斜拉索索力试探测试法，其特征在于：所述步骤2)利用有限元方法对斜拉桥进行移动荷载影响线分析。5.如权利要求1所述的斜拉索索力试探测试法，其特征在于：所述加载方案为：在拉索索力影响区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖军，霰建平，李松，
申请(专利权)人：中交第二公路工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：