振弦式压力传感器在桥梁索力检测中的应用

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1、万方数据RMCM蠹擘怒徽。熊黔&c一咖融h。。啊振弦式压力传感器在桥梁索力监测中的应用ApplicationofVibrationStringPressureSensorinMonitoringofBridgeCableStress蔡永壮1，王振龙2，季英瑞1CAIYong—zhuan91，WANGZhen-lon92，JIYing—ruil1．山东铁正_T-程试验检测中心有限公司，山东济南2500142．重庆交通大学土木建筑学院，重庆4000741．ShandongTIEZHENGProjectExperimentandInspectionCenterCo．Ltd．，Jinan250014，

2、Shandong，China2．SchoolofCivilEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China【摘要l从振弦式压力传感器的工作原理、结构特点和技术指标几个方面，系统地介绍了振弦式压力传感器在桥梁索力张拉过程中的检测原理与特点。结合具体的工程实例对这种传感器进行了研究分析，研究发现压力传感器读数仪测出的数值与张拉千斤顶的油表读数之间存在差值，结果表明：振弦式压力传感器在索力检测过程中所测出的数值是真实可靠的。【Abstract】Themonitoringofbridgecablestressduringstre

3、tchingwithvibrationstringpressuresensorissys—tematicallyintroducedfromworkingprinciple．structuralcharacteristicsaswellastechnicalindexesofvibratingwiretransducer．Theresearchonactualprojectshowsthatthereisdifferencebetweennumbersreadfromvibrationstringpressuresensorandstretching】ack，andtheonefromvibr

4、atingwiretransducerisreliable．【关键词】桥梁；振弦式压力传感器；索力监测；拉索索力【Keywords】bridge；vibrationstringpressuresensor；cablestressmonitoring；cablestress中图分类号：U446文献标志码：B文章编号：1000-033X(2009)01-0062-030引言拉索及拉索的索力是大跨度桥梁设计的重要参数，也是施工监控实施中需要监测和调整的施工控制参数之一。索力的监测结果将直接对结构的施T质量和结构物的安全产生影响。振弦式压力传感器结合读数仪不但能在拉索张拉时监测索力，还能在以后的任意时

5、刻来监测索力，了解拉索的受力变化．及时调整索力，保证结构物的安全。1振弦式压力传感器的工作原理在桥梁索力监测过程中使用的振弦式压力传感器主要为穿心式．其原理就是根据不同的荷载在传感器的四周均匀布置2～6个高精度的振弦传感器，其核心的元件62就是固定在端块之间的钢弦，通过测量张紧钢弦频率变化来测量钢弦的张力、应变等物理量。钢弦的振动频率与弦的张力之间的关系为⋯f=T／(4Lm)(1)式中：卜钢弦的自振频率；￡——钢弦的长度：，卜单位长度钢弦的质量；卜钢弦的张力。实践证明．弦式仪器的技术难点在于其长期稳定性，影响振弦式仪器长期稳定性的因素很多。最重要的因素包括钢弦及其相关部件材料的选择、钢弦的固定

6、技术，应尽可能地减小由于温度和应变引起的弦线徐变以及减小潜在的腐蚀。高质量的振弦式传感器应具有良好的设计万方数据工作特性和较低的长期漂移。传感器可以测量作用在锚索压力传感器上的总荷载，同时通过测读每只传感器，还可以测出不均匀荷载或偏心荷载。压力传感器还可以内置温度传感器．同时监测安装位置索力温度对所测出的应变索力进行温度补偿。振弦式压力传感器由一根专用的多芯屏蔽电线传输频率和温度电阻信号f2】。振弦式压力传感器直接输出的是几个钢弦的频率。换算公式为居置尸(2)式中：卜压力值；蠡——系数．一般取8．417×104；卜中弦频率，即各个钢弦频率的均值。现在的振弦式压力传感器都内置智能芯片．能够直接换

7、算出压力值，读数仪读取的直接是应变和压力[3】。考虑温度对索力的影响．在压力传感器里内置温度传感器并保存温度修正系数。监测过程中可以自动进行温度修正，排除了温度对测量值的影响。如果压力传感器没有内置温度传感器．则可以用手工修正的方法进行温度修正，修正后应变8一为8=s一(弘珊(p彤(3)式中：卜测量应变值；卜测量温度：Z广一零点时温度；卜测量温度系数：R一零点时温度系数，取12．2。2振弦式压力传