一种不锈钢钢索的索力测量方法及测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种不锈钢钢索的索力测量方法及测量系统，涉及应力测量技术领域，该测量方法包括用具有导磁性能的碳钢钢丝置换构成预应力钢索的其中至少一根不锈钢钢丝，将磁通量传感器置于被检测预应力钢索外侧用于测量相应的磁场物理量，以得到预应力钢索索力值。该测量系统包括被检测的预应力钢索和磁通量传感器，预应力钢索内含具有导磁性能的碳钢钢丝，磁通量传感器置于被检测的预应力钢索外侧，用于测量相应的磁场物理量。本发明专利技术解决了磁通量法在不锈钢钢索中应用问题，大大优化了不锈钢钢索的测量问题，大幅降低不锈钢钢索索力测量成本。力测量成本。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢钢索的索力测量方法及测量系统


[0001]本专利技术涉及应力测量
，尤其是涉及一种不锈钢钢索的索力测量方法及测量系统。

技术介绍

[0002]随着现代建筑工业的发展，作为一种绿色、低碳建筑构件
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预应力钢索构件，因其具有强度高、体积小、质量小、耐腐蚀性好的特点被广泛地应用在大型桥梁、机场候机厅、航站楼、高铁站及大型商业建筑中。因其以上特点，预应力钢索一般都在上述建筑结构扮演及其重要的角色，如通过预应力钢索连接塔柱和桥身的预应力斜拉桥，可以说预应力钢索几乎承60
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80％桥身恒载及其上面行走车辆、人行的荷载，其重要性可想而知。在建筑结构安全体系中因为其重要的“地位”，人们需要及时而又准确地掌握建筑物在施工过程中以及其使用过程中预应力钢索的索力。
[0003]目前发展较为成熟的预应力钢索测量方法有油表读数法、频率法、机械传感器法、磁通量传感器方法等。
[0004](1)油表读数法，是采用预应力钢索施工张拉过程中所使用的张拉设备
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千斤顶和油表进行预应力钢索张拉端的索力读取，建筑物建成完工设备拆除后，索力测量变得极为困难、且成本高昂，另外，因为该方法只能测量能安装张拉设备索端部，而不能测量索身任意部位索力，故该方法仅有限地使用在施工过程中端部索力的测量；
[0005](2)频率法是利用预应力钢索中索力与其索力存在物理关系而发展成为一种索力检测方法，但是该方法仅测量索身没有其他干扰物的简支索比较准确，若索身连接有其他建筑构件，如其他索、钢梁、撑杆等，因测被检测索本身的固有频率受到其他构件“干扰”而失真，因此该方法变得不可行；
[0006](3)机械传感器方法是指在预应力钢索端部埋设拉力或压力传感器，通过其构造传递预应力钢索索力，从而测量出预应力钢索索力，和油表读数法一样，该方法因其埋设在索的固定部位，且参与索受力，因此其只局限于埋设部位索力测量，成本高昂，且有传感器失效无法修复风险，故应用并不广泛；
[0007](4)磁通量法是利用被检测物
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预应力钢索的磁致伸缩效应，即钢索应力改变会导致钢索磁导率变化，从而引起外加磁场物理量变化，通过测量变化的磁场物理量，利用钢索应力与磁场物理量之间的单调关系，得出对应的钢索应力(索力)。
[0008]但采用磁通量法测量预应力钢索索力，被检测索力需具备一定的导磁性能，否则钢索应力改变不会引起外加磁场物理量变化，因此对于没有导磁性能或导磁性能较弱的不锈钢索体，现有的磁通量法不可行。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术的目的之一在与提供一种不锈钢钢索的索力测量方法，以解决现有技术中采用磁通量法测量预应力钢索索力，被检测索力不具备一定的导磁性能，导致
钢索应力改变不会引起外加磁场物理量变化的技术问题。
[0010]本专利技术的目的之二在于提供一种利用不锈钢钢索的索力测量方法的测量系统。
[0011]为了实现上述目的之一，本专利技术提供了一种不锈钢钢索的索力测量方法，包括用具有导磁性能的碳钢钢丝置换构成预应力钢索的其中至少一根不锈钢钢丝，将磁通量传感器置于被检测预应力钢索外侧用于测量相应的磁场物理量，以得到预应力钢索索力值。
[0012]根据一种优选实施方式，所述碳钢钢丝包括一根。
[0013]根据一种优选实施方式，所述碳钢钢丝位于所述预应力钢索的中心位置或者非中心位置。
[0014]根据一种优选实施方式，将磁通量传感器置于被检测预应力钢索外侧用于测量相应的磁场物理量包括激励线圈通电，在所述预应力钢索外侧形成外加磁场，磁化所述预应力钢索内部的碳钢钢丝。
[0015]根据一种优选实施方式，将磁通量传感器置于被检测预应力钢索外侧用于测量相应的磁场物理量还包括通过检测线圈检测磁场物理量。
[0016]根据一种优选实施方式，所述磁场物理量为感应电流或者电感。
[0017]根据一种优选实施方式，将磁通量传感器置于被检测预应力钢索外侧用于测量相应的磁场物理量还包括变化所述预应力钢索应力值，测量相对应的磁场物理量，得到钢索应力
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磁场物理量曲线。
[0018]根据一种优选实施方式，反之，通过测量所述磁场物理量，获得预应力钢索索力值。
[0019]为了实现上述目的之二，本专利技术提供了一种测量系统，包括被检测的预应力钢索和磁通量传感器，所述预应力钢索内含具有导磁性能的碳钢钢丝，所述磁通量传感器置于所述被检测的预应力钢索外侧，用于测量相应的磁场物理量。
[0020]根据一种优选实施方式，所述磁通量传感器包括外加磁场的激励线圈、检测磁场物理量的检测线圈、线圈骨架和传感器外壳。
[0021]本专利技术提供的不锈钢钢索的索力测量方法，具有以下技术效果：
[0022]该种不锈钢钢索的索力测量方法，通过用具有导磁性能的碳钢钢丝置换构成预应力钢索的其中至少一根不锈钢钢丝，解决了磁通量法在不锈钢钢索中应用问题，大大优化了不锈钢钢索的测量问题，大幅降低不锈钢钢索索力测量成本。
[0023]磁通量法的磁通量传感器不参与预应力钢索受力，磁通量传感器置于预应力钢索外侧，几乎可以实现无接触测量，可以测量索身任意部位的索力，易检修、更换，且不影响结构安全。
[0024]磁通量法是利用钢索应力与磁场物理量(实际上是材料磁导率)稳定的物理关系确定的，而材料磁导率为材料的属性，不受周边环境的影响，故磁通量法受作业环境的影响较小，测量精度高、耐久性好。
[0025]磁通量法是通过在预应力钢索测量部位外置磁通量传感器实现的，测量时只要激发激励线圈，便可获得磁场物理量信号，整个测量过程非常简单，测量工作不受作业环境和时间限制，方便、适用。
[0026]磁通量法通过磁通量传感器完成，可以远程激发线圈、获得信号等操作，可进行施工过程测量，也可以进行使用阶段测量，自动化、智能化程度高。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术一实施例预应力钢索的不锈钢钢丝截面示意图；
[0029]图2是图1中的不锈钢钢丝的中心钢丝被置换后的示意图；
[0030]图3是置换后“不锈钢”索体的磁化过程仿真图片；
[0031]图4是激励线圈尺寸影响趋势图；
[0032]图5是测量系统的工作示意图。
[0033]其中，图1
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图5：
[0034]1、不锈钢钢丝；2、导磁性能较强的碳钢钢丝；3、磁通量传感器；31、激励线圈；32、检测线圈；33、线圈骨架；34、传感器外壳。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢钢索的索力测量方法，其特征在于，包括用具有导磁性能的碳钢钢丝置换构成预应力钢索的其中至少一根不锈钢钢丝，将磁通量传感器置于被检测预应力钢索外侧用于测量相应的磁场物理量，以得到预应力钢索索力值。2.根据权利要求1所述的不锈钢钢索的索力测量方法，其特征在于，所述碳钢钢丝包括一根。3.根据权利要求2所述的不锈钢钢索的索力测量方法，其特征在于，所述碳钢钢丝位于所述预应力钢索的中心位置或者非中心位置。4.根据权利要求1所述的不锈钢钢索的索力测量方法，其特征在于，将磁通量传感器置于被检测预应力钢索外侧用于测量相应的磁场物理量包括激励线圈通电，在所述预应力钢索外侧形成外加磁场，磁化所述预应力钢索内部的碳钢钢丝。5.根据权利要求4所述的不锈钢钢索的索力测量方法，其特征在于，将磁通量传感器置于被检测预应力钢索外侧用于测量相应的磁场物理量还包括通过检测线圈检测磁场物理量。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文奇，陆俊，
申请(专利权)人：北京奇力建通工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：