[发明专利]大跨度预应力拉索钢结构索力监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种大跨度预应力拉索钢结构索力监测装置，用于空间索桁结构体系中的大跨度索桁架主要受力结构的索力监测，所述索桁架结构(1)包括钢柱(11)、钢环梁(12)、上径向索(13)、下径向索(14)、环索(15)及膜面(16)，其特征在于：所述监测系统(2)包括监控主机(21)和多组应力采集器(22)，每组应力采集器对应监测单个索桁架结构，每组应力采集器由若干上、下径向索应力采集器、环索应力采集器、环梁应力采集器和钢柱应力采集器组成，应力采集器与监控主机无线连接。

2.根据权利要求1所述的大跨度预应力拉索钢结构索力监测装置，其特征在于：所述应力采集器(22)外接应变传感器(23)，所述应变传感器为振弦式表面应变计，应变传感器的底部设有安装座，所述安装座与待测结构件表面相吻合且固置于待测结构件表面。

3.根据权利要求2所述的大跨度预应力拉索钢结构索力监测装置，其特征在于：所述振弦式表面应变计还设有温度检测部件。

4.根据权利要求2或3所述的大跨度预应力拉索钢结构索力监测装置，其特征在于：所述上径向索应力采集器外接两台上径向索应变传感器，上径向索应力采集器固设于上径向索的可调节端索头位置处，所述上径向索应变传感器的安装座粘接于所述索头的左右耳板外侧表面上；所述下径向索应力采集器外接两台下径向索应变传感器，下径向索应力采集器固设于下径向索的可调节端索头位置处，所述下径向索应变传感器的安装座粘接于所述索头的左右耳板外侧表面上；所述环索应力采集器外接两台环索应变传感器，环索应力采集器固设于环索两端的分叉点处，所述环索应变传感器的安装座粘接于所述分叉点的浇铸接头的上下表面；所述环梁应力采集器外接四台钢环梁应变传感器，环梁应力采集器固设于钢环梁上，所述钢环梁应变传感器的安装座粘接于钢环梁表面且沿钢环梁中部的圆周间隔90°均匀分布；所述钢柱应力采集器外接四台钢柱应变传感器，钢柱应力采集器固设于钢柱柱脚上，所述钢柱应变传感器的安装座粘接于钢柱柱脚底部表面且沿钢柱圆周每隔90°均匀分布。

5.基于权利要求1所述的大跨度预应力拉索钢结构索力监测装置的监测方法，其监测步骤如下：

(1)监控主机启动多组布置在索桁架结构体系中的上、下径向索、环索和钢环梁、钢柱表面的应力采集器，各应力采集器通过外接的振弦式应变传感器采集振弦频率和温度作为结构件的应变值与温度值，其中的应变传感器的采样频率在施工过程的预应力张拉阶段设置为每分钟1次，其他阶段设置为每半小时1次；

(2)应力采集器定时采样后，应变值和温度值通过采集器无线传递至监控主机并以列表的形式存贮于监控主机的数据库内，同时，对应变值进行误差修正以消除数据的测量误差。

(3)通过数据库技术对监测到的海量数据进行筛选、管理与分析；

(4)通过内力计算方式获得上、下径向索的索头位置和环索的分叉点位置处的内力值，以及钢环梁中部和钢柱柱脚的内力值和弯矩值；

(5)由此，根据索力值与相应结构的内力值对应并相等的状况，则可间接获得各结构件的索力值。