索力测量

斜拉桥索力测试方法作者：项沛来源：《科技探索》2013年第04期1.引言索力测试无论是在斜拉桥的建设过程中还是在其日常维护检测中都具有举足轻重的地位。

索力是否处在合理的范围内将直接影响结构的整体受力状态和线形的平顺程度，所以对拉索的索力进行定时的测试是斜拉桥、下承式拱桥和悬索桥等带索桥梁日常维护的重要内容。

经实践验证，进行索力测试时，不同的测试方法和不同的工程也存在较大的差异，这是由于不同的索力测试方法所需的计算参数不能准确测定，不同工程也因其具有自身特点和各异的环境因素所致。

索力测试前必须选定合适的测试方法，考虑到影响测试精度的各种因素，例如影响振动法测试精度的因素有：仪器、计算模式、边界条件、索长、外界环境、斜度以及垂度等。

当这些因素在索力测试时如果处理不当则会对测试结果造成不小的误差。

所以，对不同的索力测试方法及其影响因素进行分析显得格外重要。

2.索力测试方法2.1千斤顶压力表测定法现阶段斜拉桥的施工现场，斜拉索均使用千斤顶张拉，其原理为：千斤顶张拉油缸中的液压和斜拉索的拉力有直接的关系，所以我们可以根据精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，然后就可根据液压反推出索力。

但此法现阶段还存在以下缺陷：（1）当拉索安装完成后，若还想用此法来测试索力将会变的十分困难和不便，工程量也很大。

（2）千斤顶在张拉过程中对拉索的锚杆螺纹会产生很大的损害。

（3）此法所得到的索力值只能代表张拉端的局部索力，不能代表整跟拉索的索力大小。

（4）在测试之前需要事先标定，如果标定粗糙，误差将会很难控制。

2.2 压力传感器测定法该方法一般与振动法联合使用，可作为对振动法测定索力结果的一种校核，已安装的传感器还可以在成桥后的运营阶段连续测定索力值，还适用于成桥后运营状态下的索力长期监控。

压力传感器测定法的原理是永久安装压力传感器在斜拉索的锚固端或张拉端，传感器的感应锚头的压力与斜拉索的索力成一定的比例关系，所以可通过传感器感应锚头的压力来反算斜拉索的索力，此法测量结果精度高，而且索力在索中的位置明确。

总756期第二十二期2021年8月河南科技JournalofHenanScienceandTechnology

钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力检测肖文杰程骞（安阳工学院土木与建筑工程学院，河南安阳455000）摘要：通过对某运营中钢管混凝土系杆拱桥进行建模分析，并在恒载情况下对该桥梁吊杆索力进行测试，测试方法选用振动频率法，对该方法的原理及应用进行进一步讨论。计算出本桥测试索力与成桥索力并进行比对，得出结论，为该桥梁吊杆的维修加固提供依据。关键词：系杆拱桥；索力；建模分析中图分类号：U446文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）22-0095-03

DetectionofSuspenderCableForceofaConcreteFilledSteelTubularTiedArchBridgeXIAOWenjieCHENGQian（SchoolofCivilandArchitecturalEngineering,AnyangInstituteofTechnology，AnyangHenan455000）

Abstract:Bymodelingandanalyzingaconcrete-filledsteeltubulartiedarchinoperation,andtestingthesuspendercableforceofthebridgeunderdeadload,thevibrationfrequencymethodisselectedasthetestmethod,andtheprin⁃

cipleandapplicationofthismethodarefurtherdiscussed.Thetestcableforceofthebridgeiscalculatedandcom⁃paredwiththecompletedcableforce,andaconclusionisdrawn,whichprovidesabasisforthemaintenanceandrein⁃forcementofthesuspenderofthebridge.Keywords:bowstringarchbridge；cableforce；modelinganalysis

科学技术创新2021.02磁通量索力测量系统设计及其应用分析李君（广东省建设工程质量安全检测总站有限公司，广东广州510500）悬索桥拉索是支承型桥梁结构的核心构件，素来被人们称为悬索桥生命线，其实际使用状况直接关系到桥梁结构的正常使用和安全运营，关系到桥梁工程系统的可使用寿命，因此，对悬索桥拉索进行实时监测，及时了解拉索及桥梁工程服务状态的重要性不可忽视。

利用磁通量索力监测系统，可有效观测支承型桥梁结构悬索拉力大小和判断悬索结构安全性、稳定性和运营可靠性。

因此，本文对磁通量索力监测系统架构及其配置，甚至安装和修正方法的探讨与研究也就具备不可忽视的理论意义和现实价值。

1磁通量索力测量系统整体架构磁通量索力测量系统按传感器个数可分为单个传感器的磁通量索力测量系统拓扑结构和多个传感器的磁通量索力测量系统拓扑结构。

其中，单个传感器的磁通量索力测量系统拓扑结构主要采取传感器传输线直接与磁弹仪端口连接的方式，利用磁弹仪（磁通量采集仪）对单个磁通量传感器进行测量或逐个测量，直作的磁弹仪实时获取并显示测量索力值，或者将磁弹仪通过串口与电脑相连，由配套采集软件实现对数据信息的自动采集。

多个传感器的磁通量索力测量系统拓扑结构利用磁弹仪对多个级联磁通量传感器进行测量，磁通量传感器与开关集线箱相连，开关箱再与磁弹仪的数据端口和地址控制端口相连，直接操作磁弹仪实时获取并显示测量索力值，或者将磁弹仪通过有线或无线方式与远程电脑相连，由配套采集软件实现对数据信息的自动采集、分析、显示及存储，其架构如图1。

2索力监测系统的配置磁通量索力测量系统配置主要包括传感器选型和数据采集箱配置。

就传感器选型而言，磁通量索力测量系统每根拉索均可安装一台磁通量传感器，也可只选择重要截面上的拉索安装传感器。

在传感器与数据采集箱之间，往往需用专用信号线连接，并采取线管或线槽保护的方式保障连接线安全。

传感器传输线的距离大多被控制在300米以内，避免距离过长而使信号失真，以免数据不准确导致工程结构内力监测分析结果不科学。

重庆交通大学硕士毕业论文第四章主梁一拉索一阻尼器耦合振动对索力影响４．１本章思路本章主要是分析主梁．拉索．阻尼器耦合振动对拉索面内振动频率的影响，文中首先介绍了主梁．拉索．阻尼器耦合振动的研究发展状况，对本文研究的具体拉索，通过有限元分析软件建立单根拉索的主梁．拉索．阻尼器模型并进行瞬态分析，引入索力测试时拉索与阻尼器端部实际存在的外界环境激励，分析该种激励对基于频率法测试拉索索力的影响。

第二、通过对拉索模型瞬态分析采集数据的对比，说明外置阻尼器对拉索的明显减振作用。

第三、在拉索阻尼器附近布置多个信号采集点，对比拉索频率的识别效果，为现场索力测试拾振器安放位置进行优化选择提供参考。

第四、讨论了安装阻尼器前后，拉索频率的变化。

最后以厦漳跨海大桥的２根斜拉索为例，分别讨论了拉索垂度、外置减振阻尼器的刚度和阻尼系数、主梁．拉索．阻尼器耦合振动３个因素对拉索索力测试的影响程度，并给出相应的修正方法。

４．２主梁一拉索一阻尼器耦合振动介绍随着有限元计算方法的不断发展，以前很复杂的耦合振动问题，已成为现在一个很热的研究领域，包括公路工程中考虑汽车．桥面耦合振动分析，来研究桥梁本身的动力性能和改善桥面状况来提高乘车的舒适性。

随着高铁行业的快速发展，轨道交通领域的铁轨．车辆的耦合振动研究也取得了丰富的成果。

国内在桥面．拉索．阻尼器耦合振动的研究很多，但是大多集中在理论研究，以及对这种系统的简化处理。

桥面．拉索．阻尼器耦合振动对基于频率法测试索力影响的研究较少，没有结合相关的实例进行数值分析。

本章主要以安装外置阻尼器减振设备的长短斜拉索为对象，初步讨论桥面振动对拉索索力测量的影响，通过建立有限元分析模型，在模型中施加白噪声激励来模拟现场的环境激励，分以下几种情况下讨论：（１）、不考虑桥面对拉索端部的外界时程激励；（２）、只考虑桥面对拉索端部的外界时程激励；（３）、只考虑桥面对阻尼器安装端部的外界时程激励；（４）、同时考虑桥面对拉索端部和阻尼器安装端部的外界时程激励。

保腾线三达地三达地怒江大桥换索施工中的索力测试技术摘要：介绍了保腾线三达地怒江大桥换索施工中的索力测试方案，重点介绍了频率测量索力的原理，并对如何提高索力测量精度进行了探讨。

关键词：斜拉桥斜拉索索力测试技术1．测量方案1.1 测量方法的确定目前斜拉桥斜拉索索力测量的常用方法有：荷重传感器测量法、张拉千斤顶测量法、压力型油压千斤顶测量法、电阻片测量法、缆索伸长测量法、主梁线形测量法、缆索垂度测量法、频率法等。

其中从力学测量范畴来说前三种属于直接法，其他的属于间接法。

这些方法均在实桥中有应用，其中被证实精度较高的有荷重传感器测量法以及频率法，下面对这两种方法进行详细的比较。

荷重传感器测量法是永久安装压力传感器在斜拉索的锚固端或张拉端，通过传感器感应锚头的压力来测量索的拉力，应该说这种测量方法精度最高，而且索力在索中的位置明确。

但它有两个缺点：一是费用太高，二是只能测量索端头的张拉力，当遇到索在张拉过程中某位置被卡的情况时，端头有较大的索力，但索中部的索力仍然较小，这个方法会测量出错误的索力，而这种情况在斜拉桥施工中并不少见。

频率法是首先测量索的自振频率，再根据索自振频率与索的张拉力之间的关系来换算出索力。

频率法的精度取决于高灵敏度拾振技术以及准确的索力、频率对应关系。

随着高灵敏度拾振技术进步，频率测量的费用大幅度下降，并且通过对拉索垂度、斜度等因素对斜拉索索力测量影响的深入研究，频率法已经能满足斜拉桥索力测量高精度的要求。

因此三达地怒江大桥的索力测量也选择了频率法。

1.2 频率法测试索力流程频率法测试索力流程见图1。

图1 频率法测试索力流程1.3 索力测量的频率、数量的确定根据设计和施工要求，每更换一对拉索，必须监测相临拉索索力变化，以校核卸旧索对相临拉索的影响和检验安装后的拉索索力是否与设计值吻合。

测量数量为包括当前索在内的5对索，这是常规的索力测量，特殊情况下，如需要知道当前全桥的索力或内力状态时，进行全桥索力测量。

预应力索结构施工工艺及索力测定的研究姚裕昌孙坚张桂先（深圳市三鑫特种玻璃技术股分，深圳518054）提要：预应力索结构是一种轻质、高强的现代结构，但它的施工工艺也比较复杂，要求比较严格。

本文从索力测量的特殊性和索力测定仪的研究开发着手，对这种结构的施工工艺提出了建议和行之有效的一套做法，可供同行参考。

关键词：预应力索结构索力测定引言预应力索结构是一种轻巧、高强、高效和高技术含量的现代结构，它是点支式玻璃幕墙、玻璃采光顶和张拉膜蓬盖等轻型外围护建筑的理想支撑结构体系。

它的外形轻巧，布置灵活，受力合理；它巧妙地将结构的力学美和建筑形体的艺术美有机地融合在一路，具有强烈的时期气息，深得国内外建筑师和广大人民群众的喜爱。

伴随着点支式玻璃幕墙、玻璃采光顶和张拉膜蓬盖等建筑的进展，预应力索结构也取得了快速的进展。

但这种结构的设计施工难度大，专门是施工进程中对结构的形态操纵是一个难点。

预应力索结构在施工安装时必需施加预应力才能成形。

结构尚未经受荷载时既要保证结构的几何形状符合设计要求，又要使索中预应力值也符合设计要求，这是有必然难度的。

依照点支式玻璃幕墙和采光顶中索结构的工程实践，当前预应力索结构施工中存在两种误区。

一种是只注意了结构几何形状的初步操纵，勉强将预应力索安装上，将索结构的外形尺寸大体调整到位，就算完成任务，而未对索力进行有效操纵，给工程质量留下了隐患。

另一种误区是轻忽了索结构及其张拉工艺的特殊性，将预应力索与钢筋混凝土结构中的预应力筋一样看待，把钢筋混凝土结构中与张拉方式、锚固方式、工作条件等情形相对应的各类预应力张拉损失照搬到索结构的设计、施工中来，弄得过于复杂，使设计施工人员感到困惑，难于操作，有碍预应力索结构技术的推行。

本文从预应力索结构的大体原理动身，另辟蹊径从钢拉索索力测定仪的研究开发着手，并结合索端构造和张拉方面等特点提出了反复张拉、慢慢到位的预应力施工工艺，从而使预应力索结构的施工操纵变得十分方便，容易操作，容易监理，也更方便利用单位的治理和保护，有利于预应力索结构技术的推行。

基于频率法的索力测试技术研究的开题报告一、研究背景与意义索力测试是一种重要的工程测试技术，主要应用于桥梁、吊桥、起重机等工程结构中的索力测试。

索力测试通常采用电子测量仪器进行，利用应变计或振动传感器等传感器检测结构中的索力信号，然后通过数据处理与计算来得到索力的数值。

现有的索力测试方法大多数是基于电子测量技术，但这些方法存在着传感器安装复杂、测试精度受环境影响大等问题。

因此，研究基于频率法的索力测试技术具有重要的现实意义。

基于频率法的索力测试技术是一种新兴的测试方法，它利用传感器测得结构振动的频率信息推算出索力的大小。

与传统的电子测量技术相比，基于频率法的索力测试技术不受环境影响，测试精度高，安装简单等优点。

因此，基于频率法的索力测试技术在工程测试领域具有广泛的应用前景。

二、研究目的和研究内容本研究旨在探究基于频率法的索力测试技术，解决传统电子测量方法存在的问题，提高索力测试的精度和稳定性。

主要研究内容包括以下方面：1. 基于频率法的索力计算模型的建立。

研究结构振动与索力之间的关系，建立基于频率法的索力计算模型。

2. 系统设计与优化。

设计并优化基于频率法的索力测试系统，解决传感器安装位置、测试数据采集和处理等问题。

3. 实验验证和测试分析。

通过实验验证和测试分析，比较传统的电子测量方法和基于频率法的索力测试方法的差异性和优势性。

4. 系统性能评估。

评估基于频率法的索力测试技术的系统稳定性、测试精度和可靠性，为实际工程应用提供可靠的数据支持。

三、研究方法本研究采用实验研究、数学模型建立、数据处理和系统设计等方法开展研究工作。

其中，实验研究主要是通过实际测试数据来证明基于频率法的索力测试技术的有效性和可靠性；数学模型建立主要是利用振动学理论和有限元分析法建立索力计算模型；数据处理主要是利用MATLAB 等数据处理工具进行数据处理和分析；系统设计则是研究基于频率法的索力测试系统的设计和优化。

四、研究进度安排本研究计划用时1年，研究进度安排如下：第1-2个月：开题策划和文献综述。