[实用新型]一种用于实验室测量柔性拉索频率与振型的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于结构工程设备领域，特别涉及一种用于实验室测量柔性拉索频率与振型的装置。

背景技术

随着我国桥梁数量的迅速增长和桥梁运营环境的日趋复杂严苛，桥梁工程的安全问题日益突出。据不完全统计，1999～2016年期间我国共发生桥梁垮塌事故50余起，造成了巨大的生命财产损失和恶劣的社会影响。桥梁结构的安全正受到政府和社会日益广泛的关注。

拉索、吊杆等是高效承受拉力的结构构件，广泛地应用于斜拉桥、悬索桥、拱桥等大型索承重桥梁中。作为主要承力构件，拉索的服役性能直接关系到桥梁的整体安全性，在桥梁安全服役运营中扮演着至关重要的角色。

索力是评价索体结构受力状态是否良好的一个重要指标，尤其对于以拉索为主要受力体的斜拉桥、悬索桥以及一些大型索膜结构。受到损坏的拉索，将发生索力变化(松弛)，从而影响结构内力分布和结构线型，拉索的严重锈蚀甚至可能引起断裂，进而引起结构的坍塌。索力的测量包括振动法、油压法、应力法等，而振动法由于其操作简单，成本较低等因素在工程监测领域获得了较快地发展。振动法测试拉索索力，先要获得拉索的振动数据，再进行频谱分析，理论上利用基频(第一阶频率)计算索力，但在实际工程中，不一定能够有效地获得拉索基频(受各种噪声影响)，而是利用柔性拉索的倍频特性，识别拉索的多阶频率，计算连续各阶频率的多个差值来等效拉索的基频，再根据拉索几何物理特性计算拉索索力。

振动法测索力的基本原理是通过测量索股的自振频率，然后根据弦振动理论进行计算分析确定索力。振动法采用环境随机激振，测量拉索的前几阶自振频率，然后依据弦振动理论分析求解，得到拉索的内力。

如何在实验室中检测拉索、吊杆的性能，对于指导拉索、吊杆的新材料研发、生产意义重大。然而，目前对拉索的振动频率检测通常是通过传感器进行，振动传感器包括接触式测量和非接触式测量两大类，这些传感器在实验室中使用时需要配合其他装置一起使用，非常不方便，且结果不准确。目前未有专门用于实验室的拉索、吊杆的性能测试仪。

实用新型内容

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种用于实验室测量柔性拉索频率与振型的装置。

技术方案：本实用新型提供的一种用于实验室测量柔性拉索频率与振型的装置，包括数据接收和存储装置、检测装置；所述检测装置包括壳体、设于壳体内的固定桩、测力装置、第一拉索锚固装置、第二拉索锚固装置、拉伸装置、第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第三压电式加速度传感器；所述固定桩固定于壳体的左侧壁上，所述固定桩和第一拉索锚固装置之间设有测力装置；所述拉伸装置固定于壳体的右侧壁上且和第二拉索锚固装置连接；所述第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第三压电式加速度传感器依次固定于柔性拉索自左向右2/8长度处、4/8长度处、7/8长度处；所述测力装置、拉伸装置、第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第三压电式加速度传感器分别与数据接收和存储装置连接，并接受测力装置、拉伸装置、第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第三压电式加速度传感器的数据信号。

作为改进，柔性拉索通过第一拉索锚固装置与固定桩连接、通过第二拉索锚固装置与拉伸装置连接；在拉索的三个特定位置上设置了三个加速度传感器；所述第一拉索锚固装置和第二拉索锚固装置结构相同，其中部设有纵截面为梯形的固定槽，固定槽内填充楔形金属块。

有益效果：本实用新型提供的实验室拉索张拉测振装置结构简单，可测定不同拉力下拉索的振动频率和振型，测试方便、结果准确。

该装置一方面可通过第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第三压电式加速度传感器分别测定柔性拉索振动频率，并且相互校验，测试结果更准确；另一方面，可通过第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第三压电式加速度传感器在同一时刻采集振动频率数据，通过测量三个加速度传感器的相位差，利用正交法即可得到柔性拉索振型。

附图说明

图1为本实用新型用于实验室测量柔性拉索频率与振型的装置的结构示意图。

图2为第一拉索锚固装置和第二拉索锚固装置的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型用于实验室测量柔性拉索频率与振型的装置的做出进一步说明。