橋梁檢測之斜拉橋(qiáo)索力測試方法
更新時間:2021-04-10 17:51
|
閱讀量:
力測試(shì)無論是在(zài)斜(xié)拉橋的建設過程中還是在其日常維護檢測中都具有舉足(zú)輕重的(de)地位。索力是(shì)否處在合理的範圍內將直接影響結(jié)構的整體受力狀態和線(xiàn)形的平順程(chéng)度,所以對拉索的索力進行定時的測試是斜拉橋、下(xià)承式拱橋和懸索橋(qiáo)等帶索橋梁日常維(wéi)護的重要(yào)內容。
經實踐驗證,進行索力測試時,不同的測試方法和不同的工程也存在較大的(de)差異,這是由於不同的索力測試(shì)方法所需的計算參數(shù)不(bú)能準確測定,不同工程也因其具有自身特點和各異的環境因素所致。索力測試前必須選定合適的測試方法,考慮到影(yǐng)響測試精度的各種因素,例如影響振動(dòng)法測試精度的因素有:儀器、計算模式、邊界條件、索長、外界環境、斜度以及垂度等。當這些因素在索力測(cè)試(shì)時如果處理不當則會對測試結果造(zào)成不小的誤差。所(suǒ)以(yǐ),對不(bú)同的索(suǒ)力測試方法及其影響因素進行分(fèn)析顯(xiǎn)得格(gé)外重要(yào)。
索力測試方法
01千斤頂壓力表測定法
現階段斜拉橋的施工現場,斜拉索均使用千斤頂張拉,其原理為:千(qiān)斤頂張拉油缸中的液壓和斜拉索的拉力有直接的關係,所以我們可以根據精密壓力表或液壓(yā)傳感器(qì)測定(dìng)油缸的液(yè)壓,然後就可根據液(yè)壓反推(tuī)出索力。但此法現階段還存在以下缺陷:
(1)當拉索安裝完成後,若還想用此法(fǎ)來測試索力將會變的十分困難和不便,工程量也很(hěn)大。
(2)千斤頂(dǐng)在(zài)張拉過程(chéng)中對(duì)拉索的錨杆螺紋會產生很大的損害。
(3)此法所得到的索力(lì)值隻能代表張拉端(duān)的(de)局部索力,不能代表整根拉索的索力大小。
(4)在測試之前需要事先標(biāo)定,如果標(biāo)定粗糙(cāo),誤差將(jiāng)會很難控製。
02壓力傳感器測定法
該方法一般與振動法聯合使用,可(kě)作為對振(zhèn)動法測定索力結果的(de)一種校(xiào)核,已安裝的傳感器還可以在成橋後(hòu)的運營階段連續測定索力值,還適用(yòng)於成橋後運營狀態下的索力長期監控。壓(yā)力傳感器測定(dìng)法的原理是永久安裝壓力傳感器在斜拉索的錨固端或張(zhāng)拉端(duān),傳感器的感應錨頭的壓力(lì)與(yǔ)斜拉(lā)索的索力(lì)成(chéng)一定的比例(lì)關係,所以可通過傳感器(qì)感應錨頭的壓(yā)力來反(fǎn)算斜拉索的索力,此法測量結果精度高,而且索力在索中的位置明確。
但壓力傳感器(qì)測定法(fǎ)現在還存在以下缺陷未能解決:(1)壓力傳感器的造價高,其自身質量也很大,所以會給施(shī)工造成一些不便。(2)測量的索力(lì)值具有一定的(de)局限性,它隻能代表索頭(tóu)的張力,不能代表整索的實際索力值。特別是(shì)如果(guǒ)在張拉過程中(zhōng)發生拉索在某位置被卡住的情況時,測量結果會出現端頭索力很大,而拉索中(zhōng)部索力卻(què)較小的情況(kuàng),此時若用此方法會得出錯誤的測量結果,並且這種情況在斜拉索的張拉過程中並不少見。特別(bié)是成橋後拉索如果安裝上阻尼減(jiǎn)振裝置後,這種方法所測索力值的誤差(chà)將會更大。況且現階段壓力(lì)傳感器的耐久性還未在實際工程中得到有(yǒu)效驗(yàn)證。所以,這種方法雖然測定的精度較高,但由於其還存在(zài)以上缺陷(xiàn),因而此法往(wǎng)往要(yào)和振動法聯合使(shǐ)用,作(zuò)為對振動法測試結果的校對,有時也隻能在特定場合和特定的某根拉索下使用。
03電阻應變片測定法
該方法屬(shǔ)於早期測定索力的方法,其原理是直接在拉索上粘貼應(yīng)變片,通過測(cè)量應變後,然後根據應變和應(yīng)力之間的關係來直接求出索力。由(yóu)於此方法存在(zài)以下(xià)缺陷:
1)應變片不易防護,貼片存(cún)活率低;
2)因拉索張拉後(hòu)伸長量較大,零點的選定需要十分(fèn)慎重,否則容(róng)易(yì)超過量程範圍。因以上缺陷現階段此方法已經較少使用。
04磁通量測定法
磁通量法(fǎ)測索力(lì)的原(yuán)理為:當給磁通量傳感器通入電(diàn)流時,在激磁線圈中會引起磁化力。根據電磁感應原理,就會在構件縱向產生(shēng)磁場,進而在測量線圈中產(chǎn)生感應電壓。當磁心的(de)磁通量滲透變化時,輸出電壓也就會相應發生變(biàn)化,所以,可通過輸出的電壓值,就可(kě)以測得磁心的外加力(lì)。
05振動頻率測定法
斜(xié)拉索在各(gè)種環(huán)境因素的(de)作用下通常會激發起微小的振動,如果通過使(shǐ)用高靈敏度的(de)拾振傳感器及其相應的(de)數據(jù)采集設(shè)備(bèi)和分析軟件,由結構的振動分析出若幹階(jiē)自振頻率,最後由索力與其自振頻率(lǜ)、邊界條件、剛度等的關係式通過頻率來反算索力。該方(fāng)法具有測定簡單、方便、快捷、測試(shì)設備可重複使用等突出優點(diǎn),成為了現階段工程(chéng)界最受歡迎的索力測量方法之一。其頻率的測定方法有接(jiē)觸式測量和非接觸式測量兩種。
(1)接觸式測量
接觸式測量主要是給拉索的(de)相應位置安裝加(jiā)速度傳感器,通過環境或人工激振使斜拉索開始振動,再利(lì)用相應(yīng)的數(shù)據采集儀器,識別拉索的振動數據,使用相(xiàng)關的軟件對數據進行接收、分析、處理(lǐ),最後(hòu)得到(dào)斜拉索的振動頻率,然後再根據(jù)頻率(lǜ)與索力的關係式反算索力,采用此種方法得到的基頻具有較高的精度,但是由於其在測量(liàng)基頻時需要進行複雜的布(bù)線,而(ér)且(qiě)往往會因現場(chǎng)實際測試條件的限製,傳感器常常不能安裝在其合適的位置,所以(yǐ)這也會給測量結果造成一定的誤差(chà)。
(2)非接觸式測量
非接觸(chù)式測(cè)量拉索的振(zhèn)動頻(pín)率,是(shì)利用激光(guāng)技術的遠程檢測方法,通(tōng)過激光發射和接收(shōu)裝置實時監測斜(xié)拉索的隨機振動,並通過相應的程序(xù)分析出斜拉索的振動頻率,從而根據索力與振動頻率(lǜ)的關係式(shì)再(zài)反算出索力,此方(fāng)法屬於無損檢測(cè),不需布置傳感器,又由於不需在拉索上(shàng)進行繁瑣的布線,所以它也是一種無線檢測方法,比接觸式測量方(fāng)法方(fāng)便,它也屬於一種遠程檢測方法,所以特別是對於測試一些傳感器難以安(ān)裝的長索的振動頻率時,應用此方法將變得極為方便,最後必須指出非接觸式測量隻能實現即時測量,不能對斜拉索進行長期的(de)頻率監測,所以它也有(yǒu)自己(jǐ)的局限性。
上一篇:
斜(xié)拉橋檢測(cè)一般都檢測些什麽?