[發(fā)明專利]一種纜索彈性模量測量裝置及測量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810996781.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN108801792B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋朋余;陳哲;曾慶波;張亦龍;竺一峰;王連;李生鵬;姜朝文;周舒豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國船舶科學(xué)研究中心（中國船舶重工集團(tuán)公司第七0二研究所）
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發(fā)明涉及一種纜索彈性模量測量裝置及測量方法，一種纜索彈性模量測量裝置，包括懸索橋主纜索，所述懸索橋主纜索上間隔設(shè)置有多組測量裝置，每個(gè)測量裝置的前部均安裝有測量基準(zhǔn)裝置，每三組測量裝置和測量基準(zhǔn)裝置構(gòu)成一個(gè)測量系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，操作方便，通過在懸索橋主纜索上分布測量裝置和測量基準(zhǔn)裝置的形式，采集參數(shù)后，通過計(jì)算即可方便快捷的得出懸索橋主纜索的彈性模量的結(jié)果，測量方便，工作效率高，檢測可靠性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種纜索彈性模量測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全球化進(jìn)程的加快，交通運(yùn)輸?shù)男枨蟪掷m(xù)快速增長，橋梁建設(shè)已經(jīng)向跨越海峽和海洋的方向發(fā)展，大跨度懸索橋正在世界各地規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施。懸索橋是大跨度纜索橋的代表結(jié)構(gòu)，纜索是懸索橋的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，懸索橋主纜主要由高強(qiáng)度鋼絲構(gòu)成。隨著懸索橋跨度的繼續(xù)增大，主纜鋼絲的用量會(huì)大大增加，由此造成主纜直徑增大、質(zhì)量增加，其他支撐結(jié)構(gòu)體積和質(zhì)量增大。面對(duì)懸索橋跨度增加，主纜鋼絲用量增加的現(xiàn)實(shí)，首先考慮通過工藝技術(shù)進(jìn)步提高主纜用鋼絲的強(qiáng)度和綜合性能，提高其承載能力，通過提高鋼絲強(qiáng)度等級(jí)減少鋼絲用量，減小主纜直徑，減少風(fēng)阻，改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)工藝。彈性模量是纜索成橋線形的主要參數(shù)之一，是工程設(shè)計(jì)和施工工藝設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，必須通過試驗(yàn)精確給出。為了真實(shí)模擬大跨度纜索橋力學(xué)環(huán)境，一般要求索體很長(10米以上)，這就對(duì)長索體考核試驗(yàn)的載荷控制技術(shù)和變形測量技術(shù)提出了很高的要求，特別是為了精確獲得纜索彈性模量，需要把現(xiàn)有測量精度等級(jí)提高一個(gè)等級(jí)。

彈性模量是表征固體材料彈性形變性質(zhì)的基本力學(xué)參數(shù)，是材料在彈性變形階段應(yīng)力和應(yīng)變的比例系數(shù)，彈性模量測定在科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用中都具有重要意義。測量楊氏模量的方法有很多，如靜態(tài)拉伸法、梁彎曲法、百分表法、光杠桿法、干涉條紋法、共振法等，每種方法各有其特點(diǎn)，適合不同的測試條件。其中靜態(tài)拉伸法通常利用光杠桿及望遠(yuǎn)鏡尺組測量金屬絲在拉伸狀態(tài)下的微位移量，原理直觀、設(shè)備簡單，測量方法、儀器調(diào)整、數(shù)據(jù)處理等方面都具有代表性，但其測量設(shè)備并不適合纜索這種大尺度試件的測量，由于拉伸時(shí)伴隨松弛過程且纜索是由多根鋼絲按一定排列組成，不能真實(shí)反應(yīng)索體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，測量精度不高；梁彎曲法僅適用于梁的測量，并不適用于索體結(jié)構(gòu)；百分表法、光杠桿法、干涉條紋法、共振法等方法成本高，操作難度大，只適用于材料試件尺度的測量，并不適合于纜索的測量。因此，以上測量方法和測量設(shè)備不適用于纜索彈性模量的測量。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種纜索彈性模量測量裝置及測量方法，從而滿足纜索彈性模量測量要求，能夠精確給出纜索彈性模量數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種纜索彈性模量測量裝置，包括懸索橋主纜索，所述懸索橋主纜索上間隔設(shè)置有多組測量裝置，每個(gè)測量裝置的前部均安裝有測量基準(zhǔn)裝置，每三組測量裝置和測量基準(zhǔn)裝置構(gòu)成一個(gè)測量系統(tǒng)。

其進(jìn)一步技術(shù)方案在于：

每個(gè)測量系統(tǒng)接入采集系統(tǒng)，同時(shí)采集懸索橋主纜索從初始試驗(yàn)載荷到最終試驗(yàn)載荷過程中三個(gè)不同區(qū)間長度變化信號(hào)，采集系統(tǒng)計(jì)量后可根據(jù)測量裝置檢測到的長度變化信號(hào)的特征參數(shù)-電壓值直接顯示輸出長度變化值，根據(jù)長度變化值和試驗(yàn)載荷值可計(jì)算出主纜索三個(gè)區(qū)間的彈性模量，懸索橋主纜索的彈性模量為三個(gè)區(qū)間彈性模量平均值。

所述測量裝置的結(jié)構(gòu)為：包括底板，所述底板成直角形結(jié)構(gòu)，所述底板上通過第一螺栓安裝有傳感器，所述傳感器的側(cè)部有延伸有拉線，所述底板的一條直角邊的外側(cè)中部通過第二螺栓安裝有上半卡箍，所述上半卡箍的下方連接與其配合的下半卡箍，所述上半卡箍和下半卡箍的兩端分別通過第三螺栓鎖緊，上半卡箍和下半卡箍中部圍成六邊形空腔，并在空腔邊緣設(shè)置有第一刀口。

位移傳感器拉線在主纜索軸向方向上呈間隔120度分布。

傳感器為拉線式電阻位移傳感器。