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斜拉桥运营状态拉索索力检测的方法有哪些?

2019-9-27 09:48
原作者: 朱尚清 来自: 桥梁检测百问 收藏 分享 邀请

斜拉索是斜拉桥的重要受力构件,因此拉索的检测是斜拉桥检测的重要内容。斜拉索检测的参数主要包括:拉索的索力、拉索的外观质量以及拉索的断丝、腐蚀等质量参数。拉索索力是斜拉桥在运营状态检测的的重要参数。 ...

斜拉索是斜拉桥的重要受力构件,因此拉索的检测是斜拉桥检测的重要内容。斜拉索检测的参数主要包括:拉索的索力、拉索的外观质量以及拉索的断丝、腐蚀等质量参数。拉索索力是斜拉桥在运营状态检测的的重要参数。
      桥梁拉索索力测试的方法通常有千斤顶张拉法、压力传感器(压力环法)、磁通量法以及频率法等方法。千斤顶张拉法主要适用于拉索施工过程中拉索索力的控制和测量;压力传感器(压力环法)、磁通量量法主要适用于已安装拉索监测系统的斜拉索索力测试。因此对于正在运营桥梁的拉索索力测试的方法主要是频率法。
    拉索索力采用频率法进行测试的原理是利用拉索的频率和索力之间的关系,对拉索的索力进行振动测试分析拉索的基频或频差从而实现索力的测量。随着目前检测技术的发展利用频率法进行索力测试,根据仪器设备的原理大体上可以分为:加速度传感器测试法、激光测试法、微波雷达测试法以及图像测试法等几大类。
   (1)加速度传感器测试法  就是通过在测试拉索安装加速度传感器利用振动测试系统对其加速度信号进行采集,通过分析拉索的振动频率对拉索索力进行测试。该种方法属于接触式测量方法,需要在拉索上安装加速度传感器。
    (2)激光测试法通过激光发射和接收装置测试斜拉索的随机振动,并通过相应的频谱分析来得出拉索的振动频率从而实现拉索索力的测试。该方法属于非接触式测量方法,比接触式测量方法较为方便。由于激光类设备测量精度相对较低,其在工程实践中的应用相对较少。
    (3)微波雷达测试法
    微波雷达是基于干涉测量技术实现拉索索力测试的,属于非接触式测量方法,目前在国内已有大量的成功应用的案例。该测量方法同其它方法相比其主要的优点:不需要在拉索上安装设备,检测效率极大的得到了提高,同时可以实现多达10根以上拉索索力的同时测量;由于微波雷达采用非接触式测量,该设备可以对拉索中部(远离阻尼或边界条件的影响),同接触式测量方法相比可以提高测试精度;在进行索力振动测试的同时可以得出拉索的振动位移,这对于拉索较长的拉索风、雨振的研究有一定的价值。

图1 微波雷达索力测试精度对比

    目前微波雷达测量索力的设备国内有中公智联(北京)科技有限公司、东南大学等几家单位已有成熟的产品。其中中公智联(北京)科技有限公司生产的设备已在北京、江西、河北、云南、湖北等近10多个省份进行了工程应用。
    (4)图像测试法
    图像法测试拉索索力是基于光学原理开发的测试系统,测试时通过视频图像在拉索上标识关键测点,通过连续跟踪测试对关键点进行振动测试,通过频谱分析其位移振动时程曲线得出其振动频率,从而实现拉索索力的测试。该测试方法也属于非接触式测量方法,也可以同时实现多根拉索索力同时测量(见图2)。

图2 图像法测试拉索索力



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