ＰＣ钢绞线斜拉索的索力测试及监控方法技术

本发明专利技术公开了一种ＰＣ钢绞线斜拉索的索力测试方法，对采用等张力法逐根张拉的钢绞线进行测试；根据钢绞线锚固前的实际伸长量和实际锚固张拉力获得每根钢绞线的实际有效拉力；用钢绞线的实际张拉顺序号和实际有效拉力获得钢绞线的线性回归方程式；获得每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值；将最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值乘以钢绞线数量获得该斜拉索的索力。本发明专利技术还提供了基于上述方法进行测试的ＰＣ钢绞线斜拉索在施工过程中的索力监控方法。本发明专利技术在合理运用线性回归分析方法的基础上建立对ＰＣ钢绞线斜拉索张拉状态评定的方法，有效解决了仅通过现有的测试方法无法对ＰＣ钢绞线斜拉索张拉完成后的索力状态进行系统评定的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及斜拉桥斜拉索的索力张拉测试方法，具体涉及PC钢绞线斜拉索的索力测试及监控方法。
技术介绍
斜拉桥比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。斜拉桥的上部结构主要由索塔、斜拉索和主梁三部分组成，其主要特点是利用索塔引出斜拉索悬吊主梁进行跨越，其中，斜拉索是斜拉桥的最主要的受力结构之一，一般采用高强度平行钢丝拉索和PC钢绞线拉索两种形式。 高强度平行钢丝拉索一般为工厂制造的成品索，在施工现场整根安装，并采用大吨位群锚体系进行张拉锚固，其安装和测试较为简单，但是随着拉索直径的增加，其安装和运输存在困难。PC钢绞线斜拉索则较为灵活，由多根经过防腐处理的成品钢绞线组成，需要在施工现场经过加工、逐根安装、逐根张拉并锚固、紧索等诸多工序。 斜拉桥施工过程中需要对斜拉索索力进行监测，常见的斜拉索索力测试方法主要有压力表量测法、磁通量测法、压力传感器量测法和振动频率量测法四种。压力表量测法受压力油表精度的限制，同时不能反映拉索锚固损失后的实际索力，一般只适用于张拉施工；磁通量测法通过测定索中磁通量的变化来测定拉索索力和温度，国内较少应用；压力传感器量测法能有效测量施工过程中拉索索力的有效值，适用于高强度平行钢丝拉索和PC钢绞线拉索；振动频率量测法通过测试斜拉索的自振频率，然后根据自振频率和索力的关系来确定索力，对高强度平行钢丝拉索和PC钢绞线拉索均适用。 PC钢绞线拉索一般采用等张力法进行逐根张拉施工，其原理是根据由后张拉的钢绞线引起的索塔和主梁之间的相对位移对已张拉完成的钢绞线拉力的影响对先张拉的钢绞线张拉力进行超张拉修正计算，并以修正后的张拉力作为钢绞线的张拉控制力，张拉过程中按安装在第一根钢绞线上的压力传感器的读数变化来辅助控制张拉力，从而达到整束斜拉索张拉完成后各根钢绞线拉力一致的目的。由于等张力法无法考虑张拉过程中钢绞线垂度变化、混凝土收縮徐变、张拉过程中体系温度变化等因素，同时还受索塔、主梁和斜拉索实际刚度与理论值不一致的影响，从而会导致张拉完成后的斜拉索各根钢绞线索力存在一定程度的不均匀性。与此同时，对于采用平衡悬臂施工方法的斜拉桥，为了方便成桥后可能进行的全桥索力调整， 一般会将PC钢绞线拉索的"紧索"工序放到成桥之后，从而会对施工过程中PC钢绞线拉索的索力测试造成影响。根据现有的测试方法来看，若采用压力传感器量测法进行索力测试，由于各根钢绞线索力不均匀导致无法找出具有代表性的钢绞线进行测试，则必需对所有钢绞线进行测试，其工作量巨大，成本较高且耗时较多；若采用频率量测法进行测试，由于PC钢绞线拉索未紧索，则测试所得的拉索自振频率必定存在误差。因此，仅通过现有的测试方法对PC钢绞线拉索斜拉桥施工过程的斜拉索索力进行监测控制存在困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是解决现有的测试方法对PC钢绞线拉索斜拉桥施工过程的斜拉索索力进行监测控制存在困难的问题。 为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供一种PC钢绞线斜拉索的索力测试方法，包括以下步骤 S10、采用等张力法逐根张拉斜拉索中的每根钢绞线； S20、根据钢绞线锚固前的实际伸长量ALbai和实际锚固张拉力Nai获得每根钢绞线的实际有效拉力Nei; S30、用每根钢绞线的实际张拉顺序号i和实际有效拉力Nei进行线性回归分析，并依据最小二乘法获得线性回归方程式； S40、将实际张拉顺序号i代入所述线性回归方程式，获得每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值Nri; S50、将最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值NH乘以该斜拉索所包含的钢绞线数量获得该斜拉索的索力； i为钢绞线的实际张拉顺序号，i = 1、2、3、……、n，n为斜拉索中钢绞线的数量。 上述PC钢绞线斜拉索的索力测试方法中，钢绞线的实际伸长量AL^通过以下步骤获得 S101、将钢绞线张拉到100%张拉控制力时的伸长量AL1QQi与张拉到DX张拉控制力的伸长量AL。i相减，求得(100-0)%张拉控制力下包含垂度影响的钢绞线公称伸长量ALm，其中D%= 10% 15% ; S102、通过悬链线公式计算得出(100-D) %张拉力状态下钢绞线的无应力长度S腿和S。i，并求出其差值AS100—Di ， S103、用(100-D) %张拉力状态下的公称伸长量AL。i减去所述无应力长度的差值AS1Q。—m得到修正伸长量ALDi，； S104、将修正伸长量ALDi'按比例放大到100%，即为钢绞线在100%张拉控制力下的实际伸长量A"; S105、将钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ALai与张拉到100%张拉控制力时的伸长量AL，i相减，再与100^张拉控制力下的实际伸长量ALi相加，即为钢绞线锚固前的实际伸长量ALbai。 步骤S101中，D = 10或15。 钢绞线的实际有效拉力Nd通过以下步骤获得 S110、通过钢绞线张拉至锚固张拉力时的千斤顶油压表读数获得每根钢绞线的实际锚固张拉力值Nai; Slll、将钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ALai与锚固后的伸长量AL^相减，得到钢绞线锚固时由于夹片回縮等因素引起的伸长量损失5,; S112、将钢绞线锚固前的实际伸长量AL^减去伸长量损失Si后，再除以锚固前的实际伸长量AL^，然后与实际锚固张拉力Nai相乘，得到每根钢绞线锚固后的实际有效张拉力值N6i。 本专利技术还提供了一种PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，其特征在于，包括以下步骤 B10、以权利要求1至4项任一项权利要求所述的PC钢绞线斜拉索的索力测试方法获得每根钢绞线的实际有效拉力值Nei与有效张拉力代表值Nri ; B20、以的差是否超出容许偏差值和(Uj/Nri的比值是否超出容许偏差百分比作为判断条件，获得每一根钢绞线的评估结果； B30、如果评估结果表明Nei-Nri的差超出容许偏差值或(^-^)的比值超出容许偏差百分比时，对偏差较大的钢绞线张拉力进行调整，使Ki-Nri的差落入容许偏差值范围和(N^Nri)/Nri的比值落入容许偏差百分比范围；否则，不调整钢绞线张拉力。 上述PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法中，以最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值Nm作为整根斜拉索施工完成后任意一根钢绞线的拉力代表值，以该代表值乘以该斜拉索包含的钢绞线数量n作为整根斜拉索的索力代表值Tr，监控调整整根斜拉索。 整根斜拉索的索力调整仍按单根钢绞线进行，每根钢绞线需调整的拉力数值可采用如下公式进行计算 ANi = (Tt-Tr)/n+(Nri_Nei) 每根钢绞线所需调整的伸长量A = (ANiXS)/(EXA) 式中ANi为钢绞线需调整的拉力数值，S为钢绞线的长度，E为钢绞线的弹性模量，A为钢绞线截面面积。 本专利技术具有如下的优点 1、在合理运用线性回归分析方法的基础上建立对PC钢绞线斜拉索张拉状态评定的方法，有效解决了仅通过现有的测试方法无法对PC钢绞线斜拉索张拉完成后的索力状态进行系统评定的问题。 2、针对采用线性回归分析方法进行索力评定的斜拉索在斜拉桥后续施工过程中的索力测试问题提出了完整的解决方法。 3、尤其对于在成桥后才完成"紧索"工序的斜拉索在斜拉桥施工过程中的索力测试问题提出了 一种有效的解决办法。 4、针对性强、经济合理，便于施工。附图说明 本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＰＣ钢绞线斜拉索的索力测试方法，其特征在于包括以下步骤：Ｓ１０、采用等张力法逐根张拉斜拉索中的每根钢绞线；Ｓ２０、根据钢绞线锚固前的实际伸长量ΔＬ↓［ｂａｉ］和实际锚固张拉力Ｎ↓［ａｉ］获得每根钢绞线的实际有效拉力Ｎ↓［ｅｉ］；Ｓ３０、用每根钢绞线的实际张拉顺序号ｉ和实际有效拉力Ｎｅｉ进行线性回归分析，并依据最小二乘法获得线性回归方程式；Ｓ４０、将实际张拉顺序号ｉ代入所述线性回归方程式，获得每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值Ｎ↓［ｒｉ］；Ｓ５０、将最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值Ｎ↓［ｒｉ］乘以该斜拉索所包含的钢绞线数量获得该斜拉索的索力；ｉ为钢绞线的实际张拉顺序号，ｉ＝１、２、３、……、ｎ，ｎ为斜拉索中钢绞线的数量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李军堂，涂满明，毛伟琦，张爱花，宋小三，陈治任，刘翠云，田继开，
申请(专利权)人：中铁大桥局股份有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]