吊杆的索力监测与误差分析

《吊杆的索力监测与误差分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、吊杆的索力监测与误差分析左玉强2013110824摘要：在世界大跨度桥梁中，多为斜拉桥和悬索桥，悬索桥通过吊杆将桥面荷载传递给主缆，由此可见吊杆在桥梁结构中所占有的重要地位。所以有必要对吊杆索力进行监测，通过对监测得到的数据进行分析，确定吊杆的受力状态和形变状况，对不符合安全使用的吊杆进行维修和更换，确保桥梁使用过程中吊杆正常发挥作用，保证桥梁安全。关键词：吊杆、索力检测、误差分析。一、索力监测大跨度桥梁采用斜拉桥、悬索桥等缆索承重结构越来越广泛，特别是跨径在500m以上时基本上是斜拉桥、悬索桥一统天下。斜拉桥的斜拉索、悬索桥主缆及吊索索

2、力是设计的重要参数，也是施工监控施工中需要监测与调整的施工控制参数之一。索力量测效果将直接对结构的施工质量和施工状态产生影响。要在施工过程中比较准确地了解索力实际状态，选择适当的量测方法和仪器，并设法消除现场量测中各种误差因素的影响非常关键。目前可供现场索力量测的方法主要有三种：1、压力表量测法目前，索结构通常使用液压千斤顶张拉，由于千斤顶的张拉油缸中的液压和张力有直接的关系，所以，只要测定张拉缸的压力就可以求得索力。使用0.3-0.5级的精密压力表，并事先通过标定，求得压力所示液压和千斤顶拉力之间的关系，则利用压力表测定索力的精度也可以

3、达到1%-2%。千斤顶的液压可用液压传感器来测定。液压传感器手液压后输出相应电讯号，显示仪表在接收到讯号后即显示压强或换算后直接显示张拉力。由于电讯号可通过导线传输，能进行遥测，使用就更为方便。由于液压换算索力的方法简单易行，可直接借助施工中已有的千斤顶，所以是施工控制中索力量测最实用的方法之一。2、压力传感器量测法压力传感器法是指在悬索桥主缆股或斜拉桥斜拉索等锚固下安装压力传感器，通过二次仪表读取拉索索力。这种方法量测的准确性高，稳定性较好，易于长期监测。选择恰当的传感器除满足施工控制监测需要外，还可以用于桥梁使用过程中的索力量测。目前

4、用于索力量测的锚下传感器传感组件主要有电阻应变式或差动电阻式和钢弦频率式。前者需有灵敏度高的特点，但由于其长期间断连续量测零点不能校核，衔接性差，因此，不适合于长期连续跟踪观测，且由于量测的输出量为模拟信号，易受干扰，不适于大跨度桥梁施工中常见的远距离传输。后者蠕变极小，温度稳定性也较好，零点基本保持不变，以频率信号式输出，不易受干扰，适合于长期连续量测的桥梁施工控制监测和使用过程中的监测，所以，将其作为锚下压力传感器的机电转换组件。3、振动频率量测法这种方法是利用索力与索的振动频率之间存在对应关系的特点，在已知索的长度、两端约束情况、分

5、布质量等参数时，通过测量索的振动频率，进而计算出索的拉力。根据弦振动理论，当张紧索抗弯刚度可忽略时（即柔性索），其动力平衡方程为：??2??2?−?=0???2??2式中：?—横向坐标（垂直于索的长度方向）；?—纵向坐标（沿索的长度方向）；?—单位索长的质量；?—索的张力；?—时间。若索的两端为铰结时，解上述方程可得：4??2?=?2?2??式中：??—索的第?阶自振频率；?—索的计算长度；?—振动阶数。当索的抗弯刚度不能忽略（即刚性索）且索的两端为铰结时，同样可根据其动力平衡条件得到：4??2?2?2???2??=−?2??2式中：??

6、—索的抗弯刚度。对于悬索桥的吊索，可不计其抗弯刚度的影响。但由于吊索上端与主索的连接使其上端约束条件较为复杂，必须进行现场标定修正。当受结构构造限制无法在锚下安装压力传感器时，可采用在部分吊索上设置一定标距的两个基准点，安装专用夹具，通过在一定荷载增量时由千分表测量两基准点标距的伸长量，求得吊索受载后的索力增量，并与加载前后用振动频率法测得的索力增量进行对比分析，确定被测吊索的换算索力。对不同长度的吊索逐一进行试验，以便得到各吊索索长的换算系数。设测点在加载前后的振动频率为??1和??2，则相应索力为：4??2?=?21?2??14??2

7、?=?22?2??2索力增量则为上两式相减：4??2∆?=?−?=(?2−?2)21?2??2?1?∆???=√2?(?2−?2)?2?1由上式求得吊索计算长度与理论计算长度之比即为索长换算系数。上述各式中符号意义同前。对于悬索桥主缆股索力量测，常采用多种方法互相补充校正，实施时要注意：（1）在使用张拉千斤顶油表量测时，首先要做好对千斤顶液压系统的标定，建立油压表读数与千斤顶张拉力之间的换算关系；其次在张拉时要控制好锚头与垫板之间的间隔，应尽量小，使锚头与垫板处于“若即若离”状态。（2）在使用压力传感器量测时，要选择好传感器，并使传感器的

8、各项技术指标满足监测需要；在埋设时注意保护导线，以保证长期使用；注意索股与传感器的位置关系，以使受力组件受力均匀；量测读数时注意在显示值连续稳定时读取。（3）在使用振动频率法量测时，由于该法是