[實用新型]一種基于索體應變的拉索內力測量裝置

有效

• 申請號: 201720904312.4
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN207050903U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 夏巨偉;黃玉林;左自波;占羿箭
• 申請（專利權）人: 上海建工集團股份有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及建筑施工技術領域，特別涉及一種基于索體應變的拉索內力測量裝置。

背景技術

拉索是預應力空間結構、斜拉橋和懸索橋等預應力結構中的重要構件，拉索的內力是反映此類預應力結構狀態的關鍵參數，因此，拉索的內力測量一直是工程領域中研究的熱點和難點。

目前，已經研究出的拉索的內力測量方法有磁通量法、三點彎曲法、錨索計法、振動法和波動法等等，然而，上述內力測量方法均存在一定的局限性。磁通量法是利用拉索在磁場環境下被磁化后其磁導率與索力、溫度及磁場強度等因素相關的特性，通過在拉索上布置的小型電磁傳感器測定的磁導率變化來感應索力變化的方法，該方法精度和穩定性都較高，但需要預先標定磁導率與索力之間的關系，且套筒型的電磁傳感器也需要在索體制作過程中事先安裝在拉索上；三點彎曲法是使測力傳感器上的三點與拉索表面接觸，強迫索段產生一個類似三點彎曲的局部變形，然后利用變形后拉索的平衡條件求解索力，該方法在測力過程中需要人工操作，由于沒有考慮拉索抗彎剛度的影響，它僅僅適用于小直徑拉索的內力測量；錨索計法是在拉索的錨頭上安裝錨索計，通過對錨索計的應變測量來感知拉索內力，該方法的測量精度高，但是僅僅適用于穿心式錨頭拉索的內力測量，且錨索計的費用較高；振動法是利用拉索內力與振動頻率之間的關系來實現索力的測量，通常在拉索上布置加速度傳感器以獲取拉索在人工或環境激勵下的振動數據，通過對數據進行時頻分析可以得到拉索的振動頻率，進而得出拉索內力，該方法對邊界條件簡單的拉索內力識別精度較高(如兩端簡支的拉索)，而對邊界條件復雜的拉索內力識別困難較大，且受拉索垂度、抗彎剛度等影響較大；波動法是根據應力波在拉索中的傳播速度與拉索張力的關系來測量索力，該方法一般借助人工激振，通過測量應力波經過拉索上固定兩點的時間差求得波速，進而實現拉索內力的測量，該方法需要借助人工激振，不適用于需要大規模索力監測的工程。

可見，各種內力測量方法各有利弊，而能夠通用且操作高效便捷的拉索內力測量裝置并無相關文獻記載。

發明內容

針對現有拉索的內力測量方法適用范圍有限且測量成本高，而缺少能夠通用且操作高效便捷的拉索內力測量裝置的問題。本實用新型的目的是提供一種基于索體應變的拉索內力測量裝置，它通過直接感知拉索的拉伸應變來測量索體的內力值，測量精度高而且成本低。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于索體應變的拉索內力測量裝置，它包括：一對間隔設置并套設于拉索索體上的對合式的索夾，及固定于一對所述索夾上的光纖應變傳感器和光纖溫度傳感器，所述光纖應變傳感器和所述光纖溫度傳感器均與所述拉索的軸線平行，所述光纖溫度傳感器通過光纜與所述光纖應變傳感器串接，所述光纖應變傳感器和所述光纖溫度傳感器均與傳感器接收器信號連接。

優選的，所述光纖應變傳感器為光纖光柵應變傳感器，所述光纖溫度傳感器為光纖光柵溫度傳感器。

優選的，每個所述索夾由兩個具有半環形截面的索夾體拼裝而成，即索夾體一和索夾體二，所述索夾體一和所述索夾體二通過高強螺栓連接固定。

優選的，每個所述索夾體一包括頂端設有槽口的基座及與所述槽口相配合的限位件，所述基座的槽口內設有一貫通的凹槽一，兩個所述基座的凹槽一同軸且與所述拉索的軸線平行，所述光纖應變傳感器的兩端分別嵌設于兩個所述凹槽一內并由限位件卡緊，所述限位件與所述基座螺栓連接固定。

優選的，所述限位件的底部還設有一具有弧面的凸塊，所述凸塊的弧面及所述凹槽一的弧面均與所述光纖應變傳感器相配合。

優選的，所述索夾體一的頂端還設有貫通的凹槽二，所述光纖溫度傳感器的兩端分別嵌設于所述凹槽二內，卡扣件設置于所述凹槽二的開口端并螺栓連接在所述索夾體一上。

本實用新型的效果在于：本實用新型的一種基于索體應變的拉索內力測量裝置，光纖應變傳感器和光纖溫度傳感器通過一對索夾固定于拉索索體，且兩者通過光纜串接，該拉索內力測量裝置安裝在拉索索體上，通過直接感知拉索的拉伸應變來測量索體的內力值，測量的精度高，省去了事先標定等環節，成本低；應變感知采用光纖型傳感器，被測信號以光波為載體，靈敏度高，信息容量大，抗電磁干擾，環境適應能力強；該拉索內力測量裝置結構簡單，拆裝方便，能夠安裝于拉索索體上，可適用于不同形式拉索的內力測量；另外，該拉索內力測量裝置操作簡易，提高了工作效率，降低了測量成本，可用于需要大規模索力測量的工程。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的基于索體應變的拉索內力測量裝置的結構示意圖；

圖2為圖1的側視圖；