[發明專利]一種大風環境下基準索股線形的測試方法

有效

• 申請號: 202110639449.2
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113340269B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 代百華;黃燦;朱金柱;鄭建新;朱浩;周浩;王永威;周仁忠;王紫超;李浩;李焜耀
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司;中交武漢港灣工程設計研究院有限公司
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C9/00;G01C1/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 王瑩

本發明公開了一種大風環境下基準索股線形的測試方法，包括在大風環境下，通過在基準索股上布設光纖傳感器和傾角傳感器，測試基準索股沿纜橫向擺幅和跨中處基準索股橫向傾角，并通過計算，得到無風狀態下基準索股跨中的實際標高，從而得到基準索股線形。本發明解決了大風環境下基準索股標高無法測量或精度太差的難題，提高了基準索股架設工效與精度。

技術領域

本發明涉及懸索橋索股架設測量領域。更具體地說，本發明涉及一種大風環境下基準索股線形的測試方法。

背景技術

主纜是懸索橋的主要承重構件，也是懸索橋的生命線。懸索橋在架設各個階段中消除各種施工誤差是比較困難，主纜一旦架設完成，就無法再調整其長度，因此必須在架設前對主纜進行準確地計算，以及在索股架設過程中嚴格控制，才能得到理想的主纜線形。而基準索股線形是主纜架設過程中的關鍵一環，其精度直接決定著主纜線形精度，因而基準索股線形測試方法與精度顯得格外重要。

傳統的基準索股線形測試方法如下：在岸上設置測試基準點，在基準索股跨中處布置棱鏡，將全站儀架設在岸上一點，后視岸上基準控制點，再瞄準布置在基準索股上的棱鏡，即可測試基準索股跨中標高。這種方法依賴于良好的測量環境，即測點無遮擋、風速小、無雨霧等，而在山谷、臺風區、大霧等惡劣環境下，則會出現無法測試或精度太差的問題。

目前，部分大跨度懸索橋橋址處常年處于6～7級風環境下，基準索股入鞍后調索工作無法進行，直到滿足良好的測試環境方可進行。因而，亟需尋找一種大風環境下基準索股線形測試方法，以解決上述測試方法中存在的缺陷。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種大風環境下基準索股線形的測試方法，針對傳統的懸索橋基準索股標高測試方法的缺陷與不足，提供一種基準索股標高間接測量法，即通過測試基準索股沿纜橫向擺幅和跨中索股橫向偏角，并采用相應的算法，得到無風狀態下基準索股跨中的實際標高。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種大風環境下基準索股線形的測試方法，包括在大風環境下，通過在基準索股上布設光纖傳感器和傾角傳感器，測試基準索股沿纜橫向擺幅和跨中處基準索股橫向傾角，并通過計算，得到無風狀態下基準索股跨中的實際標高，從而得到基準索股線形。

優選的是，具體步驟包括：

步驟1：基準索股牽引完成后，在各跨上均布置一根光纖傳感器，同時在各跨中均布置一個傾角傳感器，將光纖傳感器和傾角傳感器均沿索股固定在基準索股的頂面，各光纖傳感器分別用于監測基準索股各跨在有風環境下的橫向擺幅，各傾角傳感器分別用于監測基準索股各跨跨中處在橫向擺動時的橫向傾角；

步驟2：基準索股整形入鞍后且未進行調索時，在懸索橋橋塔的塔頂處安裝與各跨上的光纖傳感器接頭分別一一對應連接的多個光時域反射儀，并進行測試系統的調試工作，以檢查光纖傳感器是否完好，同時進行數據初始化，各傾角傳感器也連接至光時域反射儀；

步驟3：夜間進行基準索股架設時，采集任一時刻段t₁～t₂有風狀態下的各跨上的光纖傳感器和傾角傳感器的時域信號數據，其中t₂-t₁≤10min，根據光時域反射儀內部調制器解調算法解調出基準索股的橫向傾角[θ₁、θ₂.....θ_n]和橫向擺幅[h₁、h₂.....h_n]；

步驟4：根據上述橫向傾角[θ₁、θ₂.....θ_n]和橫向擺幅[h₁、h₂.....h_n]，采用數值解法，得到跨中垂度f_i＝h_i/sin(θ_i)(i＝1,2……n)；