[實用新型]可拆卸式原位力檢測器

有效

• 申請號: 201821878723.1
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN208953181U
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 何華陽;周毅姝;張金凝;薛瑛琪;王鵬飛
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: G01L5/04
• 分類號: G01L5/04;G01L25/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

可拆卸式原位力檢測器屬于橋梁索力檢測領域。包括數據處理裝置、右角度計、右上轉動片、右下轉動片、右上固定端子、右側連接架、右中固定端子、右下固定端子、下校準索、上校準索、上磁通量套筒、上右感應單元、上激勵單元、上左感應單元、下右感應單元、下激勵單元、下左感應單元、下磁通量套筒、左下固定端子、左中固定端子、左上固定端子、左上轉動片、左下轉動片、左角度計和左側連接架；裝置在安裝后可拆卸檢校；減少了漏磁問題的發生，測量準確度相較于哈弗式磁通量索力測量儀有很大提高。

技術領域

可拆卸式原位力檢測器屬于橋梁索力檢測領域。

背景技術

伴隨著我國經濟建設和對外開放的迅速發展，橋梁技術的不斷進步和人們對橋梁美學因素的要求，拉索技術日益廣泛地應用在大跨度橋梁中。其中典型的應用有懸索橋的主纜、吊索，斜拉橋的斜纜索、拱吊橋的吊索等。作為上述大型橋梁結構的核心構件，橋跨結構的重量和橋上活載絕大部分通過拉索傳遞到塔柱上。據不完全統計，我國大跨徑拉索類橋梁有300余座，絕大部分拉索存在不同程度的病害，近年來，因橋梁拉索斷裂造成橋梁垮塌的嚴重事故也有所發生。2011 年宜賓小南門金沙長江大橋吊桿斷裂，橋面垮塌；2010年南坪玉屏大橋斷裂換索。可見由于長期處于交變應力、腐蝕和風致振動的環境中，拉索極易造成局部疲勞與損傷，不僅導致其使用壽命縮短，且直接影響結構的內力分布和結構線型，危及整個結構安全。索作為一種柔性構件，與剛性構件具有不同的受力特性：沒有抗壓剛度，只能承受拉力，具有明顯的幾何非線性，容易產生松弛和應力損失。橋梁拉索的受力與工作狀態是直接反映橋梁是否處于正常運營的重要標志之一。在設計和施工時，需要對橋梁拉索索力進行檢測和優化，以使得塔、梁處于最佳受力狀態。在成橋后，也需要不斷監測索力的變化，了解拉索的工作狀態，及時進行調整，使之符合設計需求。中華人民共和國行業標準CJJ99-2003《城市橋梁養護技術規范》5.9.5中要求：“拉索索力必須每年進行一次測量，大橋竣工后最后一次調索的索力應與設計索力進行比較”。中華人民共和國行業推薦標準JTG/T J21-2011《公路橋梁承載能力檢測評定規程》中明確指出，索力是斜拉橋與懸索橋的主要加載測試項目之一，是反映橋梁狀態的重要參數之一。因此橋梁索力檢測業務是各檢測機構是一種不可或缺的檢測項目和基本能力。

用磁通量法測定斜拉橋的索力，國外應用較多，多座實際橋梁結構的安全檢測表明效果很好。磁通量法是利用放置在索中的小型電磁傳感器，測定磁通量變化，根據索力、溫度與磁通量變化的關系，推算索力。該法所用的關鍵儀器是電磁傳感器(E—M傳感器)，這種傳感器由兩層線圈組成，除磁化拉索外，它不會影響拉索的力學及物理特性。對任一種鐵磁材料，在實驗室進行幾組應力、溫度下的試驗，建立磁通量變化與結構應力、溫度的關系后，即可用來測定由該種材料制造的拉索索力。

鐵磁材料磁通量密度B與有效磁場H的關系為：

B＝μ·H

其中：H——有效磁場，H＝H_外加+H_內部(M)，H_內部為磁化程度M 的函數；

B——磁通量密度；

μ——磁通量滲透系數，是應力σ、溫度T、有效磁場H的函數。

材料中的應力變化時，磁滯曲線也發生變化。測定磁通量滲透系數μ就可推算出拉索的應力。

1)閉環式磁通量索力測量儀

閉環式磁通量傳感器是利用鋼索作為鐵芯而達到勵磁效果。主要用于施工期實時監控及后期的長期監測，將傳感器安裝在拉索上，為套入式安裝，為穿心式傳感器，較適合在新建橋梁拉鎖安裝使用。因其在工廠制作好、測試完成后，在工地現場掛索的過程中，需要將傳感器安裝到拉索上，如果是成品索類，則需要在工廠制索過程中，錨具安裝前將磁通量傳感器安裝到拉索上。

2)哈弗式磁通量索力測量儀