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拉索索力监测
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一、拉索索力监测的目的和意义

拉索索力状态是衡量桥梁是否处于正常运营状态的一个重要标志,通过索力监测,为总体上评估大桥的安全性和耐久性提供依据,在运营状态下,准确掌握斜拉索索力分布和索力变化有助于监测斜拉索的状态、分析索力对斜拉桥结构内力的影响,正确指导索力校正,并作为长期健康安全监测的依据。拉索在服役过程中的安全评估,主要通过对拉索的抗力和荷载响应(索力状态水平)两方面进行比较。斜拉索抗力主要是检查拉索的病害情况,分析抗力是否衰减以及衰减程度。通过索力测量,可直接得到拉索的荷载响应情况,并得到历史变化趋势曲线,因此说索力测量是分析斜拉索是否处于正常运营状态的一个重要依据:

1、通过监测系统的长期监测和适时统计分析,为斜拉索在运营期间可能发生的异常情况提供预警机制;

2、为拉索自身的运营状态提供直接依据;

3、为桥梁结构的技术状态评定提供重要依据;

4、为桥梁结构的科学养护提供重要参考;

5、通过索力分析能更好地理解桥梁结构机理,验证设计理论从而指导设计。

二、索力长效监测技术的对比及选择

索力的监测方法主要有:振动频率法、千斤顶法、压力传感器、磁通量传感器等,技术对比及分析如下表:

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三、平行钢绞线斜拉索索力监测传感器配置方案

1、智能化拉索技术介绍

将传感器技术与拉索制造技术相结合,在保证拉索承载、安全耐久性能,不影响其外形尺寸、美观及传统施工工艺的前提下,实现施工阶段的索力监控及运营中对索力信息的采集和监控,从而为结构的安全运营提供监控和分析评估的依据,即智能索技术。

平行钢绞线拉索中,每一根钢绞线由夹片锚形成独立的锚固单元,其锚孔之间有一定间隙,利用磁通量传感器非接触测量的特点,将传感器与拉索锚具一体化装配,不改变锚具的外形尺寸和安装施工工艺,形成智能索。

实现钢绞线受力均匀性测量和斜拉索总体索力测量,磁通量传感器规格为单根钢绞线用磁通量传感器CCT20。从经济性考虑,每束斜拉索选择3根钢绞线安装传感器,安装位置在锚具内的锚板小端面

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在安装传感器的孔位上做好标记,张拉施工时,对这三个孔位分别将其张拉顺序设定为第一、中间及最后一根钢绞线进行张拉。根据等张法的特点,理论上每根钢绞线的受力都是一致的,这时,以这三个传感器测得力值的算术平均值乘以钢绞线总根数得出整束斜拉索的力值。锚具的外形尺寸没有改变,斜拉索的安装张拉施工工艺基本不受影响。由同根索中传感器的测量结果,统计分析钢绞线受力均匀性和整束索力。

传感器信号线从锚板的灌浆孔引出,穿过防护罩到达外面,塔内的锚具比较集中,且温湿度比较稳定,不受风雨、紫外线等直接影响,为节省信号线用量,使仪器工作环境相对稳定,一般将传感器集成在塔端锚具中。

2、传感器配置方案

(1)传感器型号:CCT20;

(2)传感器数量:每束拉索装3个磁通量传感器;

(3)传感器标定:工厂内使用同规格钢绞线配套标定;

(4)传感器安装:工厂内与塔端锚具一体化装配。形成智能索。

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