[发明专利]悬索桥边主缆索力检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种悬索桥边主缆索力检测方法及系统，检测系统包括测试模块、钢束索力计算模块和主缆索力计算模块。检测方法包括：首先，测试模块可以通过在主缆锚碇端经过分索器分索后的每根钢束上设置的拾振器采集每根预应力钢束的振动频率。然后，钢束索力计算模块可以通过采集到的振动频率计算每根预应力钢束的钢束索力。最后，主缆索力计算模块可以根据所有预应力钢束对应的计算出整根主缆对应的主缆索力。由于是通过主缆锚碇端测试得到的振动频率计算主缆索力，所以工作人员无需攀爬至主缆上采集振动频率，确保检测安全。

技术领域

本发明涉及测量柔性元件的张力技术领域，具体涉及一种悬索桥边主缆索力检测方法及系统。

背景技术

近年来，桥梁工程的应用范围正逐步由跨越沟谷、江河向跨越海湾、海峡和连接岛屿、大陆等宽广水域发展，由于大跨度多塔悬索桥跨越能力大、受力合理、能最大限度发挥材料强度、造价经济及对地形适应能力强等特点，成为跨越千米以上障碍物最理想的桥型。主缆作为一种极其敏感的柔性构件，除承受自身载荷，还承受加劲梁的恒载和活载作用，是全桥结构受力的生命线。在桥梁检测和监控中对主缆索力的检测成为悬索桥检测中至关重要的一环。

而在边跨主缆索力的测量过程中，试验人员往往需要攀爬至主缆之上绑定拾振器。这种测量主缆频率的方式由于主缆既不准确又存在人员高空施工危险。因此，现亟需一种新型的悬索桥边主缆索力的检测技术。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种悬索桥边主缆索力检测方法及系统，可以通过主缆锚碇端的各根预应力钢束的振动频率计算主缆索力，无需测试人员攀爬到主缆之上。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种悬索桥边主缆索力检测方法，包括：

获取主缆锚碇端中每根预应力钢束的振动频率；

根据相应的振动频率计算每根预应力钢束对应的钢束索力；

基于所有预应力钢束对应的钢束索力计算得到主缆索力。

结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，根据相应的振动频率计算预应力钢束对应的钢束索力，包括：

根据获取的所述振动频率确定所述预应力钢束对应的应变时程曲线；

对所述应变时程曲线进行频谱分析，得到所述预应力钢束对应的频率-幅值曲线；

通过所述频率-幅值曲线确定所述预应力钢束对应的钢束基频；

根据所述钢束基频，采用频率-索力计算方法计算所述预应力钢束对应的钢束索力。

结合第一方面的第一种可实现方式，在第一方面的第二种可实现方式中，根据所述频率-幅值曲线中相邻两阶频率差确定所述钢束基频；

或，根据所述频率-幅值曲线的初始峰值频率确定所述钢束基频。

结合第一方面，在第一方面的第三种可实现方式中，所述基于所有预应力钢束对应的钢束索力计算得到主缆索力，包括：

根据相应的钢束索力确定每根所述预应力钢束对应的平行于主缆方向的平行分力；

根据所有所述预应力钢束对应的平行分力计算主缆索力。

结合第一方面，在第一方面的第四种可实现方式中，还包括：

根据桥梁结构数据构建相应的有限元模型进行有限元分析，得到主缆索力计算值；

通过所述主缆索力计算值对计算得到的主缆索力进行验证。

第二方面，提供了一种悬索桥边主缆索力检测系统，包括：

测试模块，配置为获取主缆锚碇端中每根预应力钢束的振动频率；