[發明專利]用于檢測在役斜拉索索力的方法

有效

• 申請號: 201811284333.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109374171B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 孫測世;鄧正科
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 重慶乾乙律師事務所 50235
• 代理人: 侯懋琪;侯春樂

本發明公開了一種用于檢測在役斜拉索索力的方法，所述方法包括：1）獲取在役斜拉索的靜態圖像；2）獲取單根在役斜拉索軸線上的多個離散點的圖像坐標；3）獲取單根在役斜拉索的多個離散點的修正坐標；4）獲取單根在役斜拉索的多個離散點的傾斜坐標；5）根據Irvine方程和傾斜坐標對單根在役斜拉索的多個離散點進行擬合，得到在役斜拉索的平均索力。本發明的有益技術效果是：提出了一種用于檢測在役斜拉索索力的方法，該方法既不用在拉索上設置傳感裝置，也不用接觸拉索，通過拉索的圖像就能實現索力檢測。

技術領域

本發明涉及一種拉索索力檢測技術，尤其涉及一種用于檢測在役斜拉索索力的方法。

背景技術

目前常見的斜拉索索力測量方法有液壓千斤頂法、壓力傳感器法、頻率法、磁通量法、光纖光柵法等；其中，液壓千斤頂法一般用于施工過程中控制索力，在運營期間用此方法測試索力就比較困難，工作量大，而且多次拉拔將會對夾片產生較大的損傷，且所測值只能反應張拉端的索力，準確性較差；壓力傳感器法只能測得索頭的張力，但當索在張拉過程中被卡時，索頭的索力較大、中部的索力較小，因此，采用壓力傳感器法測量索力容易出錯誤；磁通量法需預先將傳感器穿在拉索上，對于沒有預埋傳感器的橋梁不能應用該方法，且傳感器和測試儀器都成本較大，故很少被采用；光纖光柵法主要用于橋梁的長期實時監測，若僅作為成橋檢測的手段，成本太高，不適用；頻率法操作較簡便，測試費用低，在工程中使用最廣泛，但此方法的理論基礎是兩端鉸支的張緊弦，這與斜拉索實際邊界條件、垂度和抗彎剛度等不符，在某些場合下其測量精度不高，且通常需要反復測試才能采集到滿意的波形，數據采集過程較長。

綜上，現有的測試方法要么需在拉索上(或錨固端)設置傳感器，若要對所有拉索的索力都進行測量，則需要布設大量傳感器，而且需要測試人員上橋，且有些方法僅適用拉索張拉階段或施工階段。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明提出了一種用于檢測在役斜拉索索力的方法，其創新在于：所述方法包括：

1)獲取在役斜拉索的靜態圖像；

2)根據靜態圖像建立二維坐標系，此二維坐標系記為圖像坐標系，圖像坐標系中的坐標記為圖像坐標；獲取單根在役斜拉索軸線上的多個離散點的圖像坐標；

3)將在役斜拉索軸線所在的豎直面記為修正面，根據修正面建立二維坐標系，此二維坐標系記為修正坐標系，修正坐標系中的坐標記為修正坐標；根據三角函數，對單根在役斜拉索所轄的圖像坐標進行處理，得到單根在役斜拉索的多個離散點的修正坐標；

4)以拉索的弦向為橫坐標、垂直于拉索弦向的方向為縱坐標，建立二維坐標系，此二維坐標系記為傾斜坐標系，傾斜坐標系中的坐標記為傾斜坐標；根據三角函數，對單根在役斜拉索所轄的修正坐標進行處理，得到單根在役斜拉索的多個離散點的傾斜坐標；

5)根據Irvine方程和傾斜坐標對單根在役斜拉索的多個離散點進行擬合，得到在役斜拉索的平均索力。

本發明的原理是：Irvine方程是一種現有的數學模型，其表達式為：

式中，m為拉索單位長度的質量，g為重力加速度，l為拉索的弦向長度，θ為拉索的弦向與水平方向的夾角，t為拉索端部的索力，以拉索的弦向為橫坐標、垂直于拉索弦向的方向為縱坐標，(x，y)即為拉索軸線上的點在前述傾斜坐標系下的無量綱化坐標；