[发明专利]一种拉索索力测量装置及其测量方法

说明书

本发明提供了一种拉索索力测量装置及其测量方法，该装置结构较为简单，不需要价格昂贵的高精度传感器等设备，而利用拉索的索力与其径向弹性应力之间的函数对应关系，采用测量精度有保证的接触式位移传感器测量拉索在被施加径向上的指定压力前后的径向形变位移变化量，并结合预先建立的索力与应力形变函数关系模型来实现对其索力的测量，因此，无论拉索处于安装过程中还是处于已安装投用状态，都能够用以对其索力进行测量，并且其测量原理避免了拉索的跨度、垂度、振动、环境电磁波、等干扰因素对测量精度的影响，既确保了较高的测量精度，又很好的保证了通用性，且使用操作方便，为已安装投用状态下的拉索索力测量提供了新的解决方案。

技术领域

本发明涉及拉索受力及安全监测技术领域，尤其涉及一种拉索索力测量装置及其测量方法。

背景技术

拉索索力测量在现代建筑安全检测及监测中起着重要作用。索力测量目前国内外一般采用四种方法：（1）压力表测定；（2）压力传感器测定；（3）频率测定法；（4）磁弹效应法。

压力表法简单易行，是施工中控制索力的实用方法，可以用在斜拉桥施工过程中对索力的调整，但由于压力表本身的一些特性，有指针易偏位，高压时指针抖动激烈，读数人为误差大，负荷示值需转换等缺点，不可用于成桥后桥上拉索的动态索力监测。

压力传感器方法测量拉索的索力，需要事先对传感器系统进行标定，建立传感器读数与其所受压力之间的关系。如果所用的传感器性能稳定，用来测量斜拉索的索力可以得到比油压表读数法更高的精度。但是该方法与油压表读数法一样只适合于施工阶段的测量，不可用于成桥后桥上拉索的动态索力监测，并且高精度的压力传感器价格昂贵，特别是大吨位的传感器价格更高，自身质量也大，使用寿命较短，使得测量成本高。因此，这种方法虽然测定的精度好，却只能在特定场合下使用。

频率法利用精密拾振器，拾取拉索在环境振动激励下的振动信号，经过滤波、放大和频谱分析，再根据频谱图来确定拉索的自振频率，然后根据自振频率与索力的关系确定索力。用频率法测定索力，可以实现索力的在线动态监测，是成桥后索力健康监测的有效方法之一，实际上，索力和频率的关系是要受桥索的垂度、斜度和边界条件影响，同时，利用频谱图自动求解第n阶自振频率或相邻两阶的频率差Δf也是很困难的，所以频率法测定索力，信号处理相对复杂，得出的结果与拾振器的安装位置，钢索是否起振，被测钢索的跨度、垂度、斜度及边界条件等多种因素有关，频率模型的建立和求解很复杂，易产生干扰误差，且不能很好的适用于全天候监测。

磁通量法是无损监测，具有测试动态响应快，使用寿命长，价格低廉，且测量结果不受风、振动及钢缆索表面的防腐层等环境因素的影响。但是该方法的理论和其磁路结构、材料成分、环境温度对测量结果的影响等关键技术还有待进一步研究和完善，且需要针对不同的拉索材料建立不同的磁通量模型，对于给定的铁磁材料，只能在实验室标定其磁电特性和温度补偿曲线，然后测试用该种材料和同类材料制造桥索的应力，测试结果与工作点的选取有关，且容易受到环境电磁波的干扰而引起测量误差，存在难以确定最佳工作点等缺点，通用性和实用性差。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明目的在于提供一种成本较低、使用方便、通用性好、测量精度较高、能够用于成桥后桥上拉索索力测量的拉索索力测量装置，用以解决现有技术中拉索索力测量设备所存在的问题。

为解决上述技术问题，实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种拉索索力测量装置，用于安装在待测拉索上进行索力测量，包括刚性固定支架、液压机、接触式位移传感器和测量控制处理器；