[發(fā)明專利]大標(biāo)距引伸計(jì)和懸索橋吊索索力系數(shù)精確測(cè)量系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210248851.2
• 申請(qǐng)日: 2022-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN114623969A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊飛;楊宏亮;姜震宇;李春早;李悅玲;郭磊;楊鎮(zhèn)吉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中路高科交通檢測(cè)檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司
• 主分類號(hào): G01L5/04
• 分類號(hào): G01L5/04
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11303
• 代理人: 朱麗華

本發(fā)明公開了一種大標(biāo)距引伸計(jì)和懸索橋吊索索力系數(shù)精確測(cè)量系統(tǒng)及方法，屬于懸索橋索力測(cè)量領(lǐng)域。所述方法包括：通過千斤頂張拉法測(cè)量懸索橋吊索的索力初值；同時(shí)由大標(biāo)距引伸計(jì)測(cè)量千斤頂張拉吊索產(chǎn)生的讀數(shù)變化，將讀數(shù)變化轉(zhuǎn)化成索力修正值，由索力初值減去索力修正值得到懸索橋吊索的精確索力值；再由振動(dòng)傳感器測(cè)量吊索固有頻率，利用固有頻率和精確索力值，根據(jù)弦理論公式反向推導(dǎo)懸索橋吊索的實(shí)測(cè)索力系數(shù)。本發(fā)明在千斤頂張拉法基礎(chǔ)上改進(jìn)，引入大標(biāo)距引伸計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)千斤頂索力讀數(shù)的修正，有效避免人工操作和讀數(shù)等主觀因素導(dǎo)致的誤差，精準(zhǔn)可靠。再通過與振動(dòng)法結(jié)合，能精準(zhǔn)得出吊索的實(shí)測(cè)索力系數(shù)，為后續(xù)吊索索力測(cè)量提供有力保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及懸索橋索力測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于修正千斤頂索力讀數(shù)的大標(biāo)距引伸計(jì)和懸索橋吊索索力系數(shù)精確測(cè)量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

懸索橋是以受拉纜索為主要承重構(gòu)件的橋梁結(jié)構(gòu)，它由主纜、橋塔(包括基礎(chǔ))、錨碇、吊索、加勁梁、鞍座及橋面結(jié)構(gòu)等幾部分組成。吊索是將加勁梁上的豎向荷載向主纜傳遞的受力構(gòu)件，吊索與加勁梁的連接可采用錨頭承壓式或銷接式兩種。吊索索力分布一定程度上反映懸索橋受力狀況，當(dāng)?shù)跛魉髁Τ霈F(xiàn)異常時(shí)，表明吊索本身技術(shù)狀況出現(xiàn)較大變化，單根吊索索力出現(xiàn)異常將影響臨近吊索的索力，對(duì)于自錨式懸索橋索力還直接控制主梁的受力和線形。因此很有必要對(duì)懸索橋索力進(jìn)行精確測(cè)量。

目前，常用的運(yùn)營(yíng)期吊索索力測(cè)量方法有千斤頂張拉法、壓力環(huán)讀數(shù)法、振動(dòng)法等，每種方法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和局限性。

千斤頂張拉法原理本質(zhì)上是索力轉(zhuǎn)換，通過千斤頂張拉吊索下錨頭端部拉桿的方式，卸載原本作用在螺母和錨板間的吊索錨固力，將其轉(zhuǎn)換至千斤頂?shù)鬃c錨板之間，以螺母可松動(dòng)作為其卸載標(biāo)志，進(jìn)行索力測(cè)讀。該方法的缺點(diǎn)是精度不高，千斤頂張拉屬于動(dòng)態(tài)過程，難以準(zhǔn)確掌握卸載時(shí)油表讀數(shù)；且螺母松動(dòng)的判定屬人工操作，操作人員主觀因素會(huì)導(dǎo)致誤差較大。

振動(dòng)法測(cè)索力是目前測(cè)量索力最為廣泛的一種方法，該方法測(cè)定索力時(shí)，事先采集傳感器記錄的以環(huán)境振動(dòng)或者強(qiáng)迫激勵(lì)拉索的時(shí)程數(shù)據(jù)，并由此識(shí)別出索的振動(dòng)頻率，然后由索的拉力與其固有頻率之間的特定關(guān)系來確定索力。該方法測(cè)試方便、精度較高，在大規(guī)模測(cè)試和運(yùn)營(yíng)期懸索橋吊索索力測(cè)試上尤為適用。但該方法的缺點(diǎn)是索的拉力與其固有頻率之間通過索力系數(shù)來轉(zhuǎn)換，理論索力系數(shù)由于索的彎曲剛度及邊界條件的影響，與實(shí)際索力系數(shù)之間存在一定誤差，導(dǎo)致即使固有頻率采集準(zhǔn)確，由于索力系數(shù)的誤差，導(dǎo)致最終索力測(cè)量結(jié)果存在誤差。

由此可見，上述現(xiàn)有的懸索橋吊索索力測(cè)試方法仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種新的用于修正千斤頂索力讀數(shù)的大標(biāo)距引伸計(jì)和懸索橋吊索索力系數(shù)精確測(cè)量系統(tǒng)及方法，使其能準(zhǔn)確測(cè)定懸索橋吊索的索力系數(shù)，進(jìn)而有效達(dá)到懸索橋索力測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種懸索橋吊索索力系數(shù)精確測(cè)量方法，使其通過對(duì)千斤頂張拉法測(cè)得的索力初值進(jìn)行修正，得到精確索力值，再結(jié)合吊索固有頻率，反算出懸索橋吊索的實(shí)測(cè)索力系數(shù)，為最終懸索橋索力的精準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果提供可靠保障，從而克服現(xiàn)有的吊索索力測(cè)量方法存在的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種懸索橋吊索索力系數(shù)精確測(cè)量方法，所述方法包括如下步驟：

(1)通過千斤頂張拉法測(cè)量懸索橋吊索的索力初值；

(2)在步驟(1)通過千斤頂張拉法測(cè)量懸索橋吊索索力初值的同時(shí)，由大標(biāo)距引伸計(jì)測(cè)量千斤頂張拉吊索產(chǎn)生的讀數(shù)變化，將所述大標(biāo)距引伸計(jì)顯示的讀數(shù)變化轉(zhuǎn)化成索力修正值，對(duì)步驟(1)得到的索力初值進(jìn)行修正，修正方法為由所述索力初值減去所述索力修正值，即得所述懸索橋吊索的精確索力值；

(3)再由振動(dòng)傳感器測(cè)量所述吊索的固有頻率，利用所述固有頻率和步驟(2)得到的所述精確索力值，根據(jù)弦理論公式反向推導(dǎo)所述懸索橋吊索的實(shí)測(cè)索力系數(shù)。