张力检测技术
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升拓检测技术文库-W-张力Ⅰ
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张力检测技术
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空悬锚索、拉杆、吊杆张力检测技术
摘要：预应力结构（混凝土梁、岩锚、吊杆、拉杆等）在运行的过程中，不可避免地会
出现各种老化、劣化现象（如混凝土强度降低，预应力损失等）。同时，在预应力结构
的制作中，预应力张力的损失也时有发生，严重时甚至造成安全隐患和垮桥等恶性事
故，从而造成社会经济的损失。
关键词：张力检测、锚索张力、冲击弹性波
斜拉桥、吊桥和中、下承式拱桥、
幕墙、大跨度屋顶等结构以其良好的跨
越能力和优美的造型受到设计者青睐。
在其施工及成桥后的维护中，拉索与吊
杆的张力测试将贯穿整个过程。
目前国内外常用的索力测试方法有
以下几种：
1) 油压表法：由张拉系统上经过标定的
油压表直接读出张力；
2) 传感器法：在拉索或吊杆锚头与垫板
之间放置压力传感器测定其张力；
3) 频率法：测取拉索或吊杆自振频率后
根据张力与自振频率之间的关系算得
张力；
4) 磁通量法：在拉索或吊杆中放置电磁
传感器，通过其磁通量的变化来测定
张力。
上述几种测试方法中，现阶段以频率
法最为经济、实用，因而应用最为普遍。
本技术体系也以构件的自振频率为基
础。
预应力混凝土梁多功能检SPC-MATS
1.测试方法和原理
空置锚索、拉杆/吊杆大体可以分为
两类，即
1） 均质结构：锚索、拉杆本身均质
2） 层状结构：锚索外部有外壳保护层。
这两种对象的测试方法有一定的区
别。
2.基本理论
对于空悬和张紧的锚索、拉杆/吊杆
(其垂度影响忽略不计时)，其横向振动可
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以用轴力作用下两端固结粱的振动模型来模拟。 锚索的张力T（单位为N）与其第N阶横向自振频率Nf的关系可以表示如下： 2222224LNEINfLTN 其中，L为锚索自由部分的长度（计算长度，略短于实际长度，单位为m）； 为锚索的线密度，即单位长度的质量（kg/m）； EI为锚索的抗弯刚度（N·m2） 自由锚索张力与自振频率间的关系 当抗弯刚度较小（如锚索）且其长度
较长时，式2-2-1中第2项趋近于0，其
可退化为弦振动理论。
3.主要影响因素
在实际的测试中，以下影响因素要
注意：
1） 边界条件的影响以及计算长度的
确定
2） 测试频率的阶数的确定
3） 阻尼器的影响
4） 外壳的影响，包括外壳承担的张
力，振动频率的影响等
在本系统中，综合地考虑了以上各
种因素：
1） 不仅考虑了拉杆抗弯刚度的影
响，而且可在一定程度上自动修
正边界条件的影响[2]；
2） 自动修正阻尼器的影响[3]；
3） 通过对自由（不受拉）状态下外壳
振动模态的计算，可以分离外壳
与内部钢绞线的振动频率，同时
也可以测试外壳的受力状态。
拉杆填充的形式
拉杆
传感器
低张力下，弦的固
有振动频率低
高张力下，弦的
固有振动频率高
外壳/填充密实 外壳/填充不密实 无外壳/填充密实
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4.基础模型试验（沈阳远大、
2012年6月）
1） 试验概要
测试对象为幕墙不锈钢拉杆，千斤
顶内径足够大，没有束缚预应力拉杆。
拉杆张力测试的情景
2） 计算参数及结果
张力解析参数
拉杆弹模 直径 长度 长度修正系数 线密度 边界
修正
200GPa 3cm 1.90m 0.9
6
5.5
kg/
m
自动
张力测试验证结果（单位：KN）
次数 1 2 3 4 5
千斤
顶值
61 111 134 150 200
测试值 60.1 116.0 134.
3
143.0 192.5
相对误差 0.17% 4.50% 0.22% -4.67% -3.75
%
拉杆张力测试的典型波形和解析结
果
