拱桥吊杆恒载索力的检测方法及检测设备技术

本申请提供一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法及检测设备，该方法包括：获取待测吊杆进行桥梁静载试验时的频率和索力增量；根据第一运算规则、频率以及索力增量，得到待测吊杆的修正计算长度；根据第二运算规则以及修正计算长度，计算出待测吊杆的恒载索力。该方法可提高振动法中吊杆计算长度取值的合理性以及解决拱桥吊杆恒载索力检测中通用性差的问题。决拱桥吊杆恒载索力检测中通用性差的问题。决拱桥吊杆恒载索力检测中通用性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
拱桥吊杆恒载索力的检测方法及检测设备


[0001]本申请涉及桥梁结构检测、监测
，具体而言，涉及一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法及检测设备。

技术介绍

[0002]采用柔性吊杆的拱桥在运营过程，受到荷载、环境作用及自身施工质量的影响，可能造成桥梁构件，包括吊杆自身的损伤，并表现在吊杆恒载索力的变化上。因此准确检测吊杆恒载索力对桥梁结构的安全评估有着重要的意义。
[0003]恒载索力检测主要是振动测试法，即已知吊杆的长度、分布质量及抗弯刚度，通过索股的振动频率计算出索的拉力。然而受到吊杆实际锚固构造、吊杆长度及吊杆系统实际技术状况等因素影响，使得吊杆两端边界条件与计算假设可能存在明显不相符，而使得计算出的吊杆索力误差明显偏大。
[0004]一般常用的处理方法为对吊杆计算长度进行标定。一般是在成桥前后，利用千斤顶或压力环测试吊杆索力，并测试吊杆的频率，最后标定出吊杆在不同状况下的索力计算长度。该方法仅适用于在建桥梁，而无法应用于旧桥上。因此大量的老旧拱桥检测中，只能依靠经验取值，存在随意性，可能造成吊杆恒载索力的误判。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法及检测设备，用以提高振动法中吊杆计算长度取值的合理性以及解决拱桥吊杆恒载索力检测中通用性差的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法，该方法包括：获取待测吊杆进行桥梁静载试验时的频率和索力增量；根据第一运算规则、所述频率以及所述索力增量，得到所述待测吊杆的修正计算长度；根据第二运算规则以及所述修正计算长度，计算出所述待测吊杆的恒载索力。
[0007]在上述实现过程中，本申请通过对待测吊杆进行桥梁静载试验实时获取待测吊杆的频率和索力增量，根据频率与索力增量并利用第一运算规则测得待测吊杆的修正计算长度，然后再将修正计算长度带入第二运算规则中计算出待测吊杆修正后的恒载索力，进而可提高吊杆计算长度取值的合理性，并且桥梁静载试验不仅可适用于新建桥梁还适用于老旧桥梁，可提高该方法的通用性。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述获取待测吊杆进行桥梁静载试验时的频率和索力增量，包括：对待测吊杆进行桥梁静载试验；在静载试验分级加载过程中，测量所述待测吊杆的长度变化量及频率；根据第三运算规则以及所述长度变化量，计算出所述待测吊杆的索力增量。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述第三运算规则包括：
[0010][0011]其中，δl0为待测吊杆的长度变化量，l0为待测吊杆的长度，EA为待测吊杆的轴向刚度，δT为待测吊杆的索力增量。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述测量待测吊杆的长度变化量，包括：采用挠度计或全站仪测量待测吊杆的长度变化量。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述测量待测吊杆的频率，包括：采用压阻式加速度传感器测量待测吊杆的频率。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述根据第一运算规则、所述频率以及所述索力增量，得到所述待测吊杆的修正计算长度，包括：根据所述频率和所述索力增量，计算得到所述索力增量与所述频率的平方差的比例系数；根据所述第一运算规则以及所述比例系数计算得出所述待测吊杆的修正计算长度。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述根据所述频率和所述索力增量，计算得到所述索力增量与所述频率的平方差的比例系数，包括：根据所述待测吊杆的所述频率和所述索力增量，利用最小二乘法拟合得到所述索力增量与所述频率的平方差的比例系数。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述第一运算规则包括：
[0017][0018]其中：l
x
为所述待测吊杆的修正计算长度；n为自振频率阶数；ρ为索的线密度，K
n
为所述索力增量与所述频率的平方差的比例系数。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述第二运算规则包括：
[0020][0021]其中，T为恒载索力；f
n
为索的第n阶自振频率；EI为索的抗弯刚度。
[0022]第二方面，本申请还提供了一种测试拱桥吊杆恒载索力的设备，该设备包括采用第一方面任一实施例所述的拱桥吊杆恒载索力的检测方法检测拱桥吊杆恒载索力。
[0023]本申请通过桥梁静载试验的分级加载，实时测量待测吊杆的长度变化量和频率，根据第三运算规则计算出待测吊杆的索力增量。根据待测吊杆的索力增量与频率的平方差成正比，采用最小二乘法拟合得到索力增量与频率平方差的比例系数，并根据第一运算规则计算出待测吊杆的修正计算长度。然后利用修正计算长度替换原吊杆索力计算公式中的计算长度，根据恒载下的吊杆频率可计算得出吊杆的恒载索力，可见，该方法原理简单易懂，可避免复杂的计算分析，技术要求低，并可避免振动法中吊杆计算长度取值的不合理性的缺点，可以一索一标定，适用性较强。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0025]图1为本申请实施例提供的一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法的流程图；
[0026]图2为本申请实施例提供的另一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法的流程图；
[0027]图3为本申请实施例提供的一种吊杆I的索力增量与频率平方差线性拟合图；
[0028]图4为本申请实施例提供的一种吊杆II的索力增量与频率平方差线性拟合图。
具体实施方式
[0029]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0030]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]恒载索力检测主要是振动测试法，即已知吊杆的长度、分布质量及抗弯刚度，通过索股的振动频率计算出索的拉力。常用计算公式为假设吊杆两端简支且考虑吊杆抗弯刚度的影响，具体为：
[0032][0033]式中：T为恒载索力；f
n
为索的第n阶自振频率；EI为索的抗弯刚度；l为索的计算长度；n为自振频率阶数；ρ为索的线密度。
[0034]第一方面，本申请实施例提供了一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法，请参考图1与图2，图1为本申请实施例提供的一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法的流程图；图2为本申请实施例提供的另一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法的流程图。该方法包括：
[0035]S100：获取待测吊杆进行桥梁静载试验时的频率和索力增量；
[0036]具体地，步骤S100包括：
[0037]S110：对待测吊杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拱桥吊杆恒载索力的检测方法，其特征在于，包括：获取待测吊杆进行桥梁静载试验时的频率和索力增量；根据第一运算规则、所述频率以及所述索力增量，得到所述待测吊杆的修正计算长度；根据第二运算规则以及所述修正计算长度，计算出所述待测吊杆的恒载索力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待测吊杆进行桥梁静载试验时的频率和索力增量，包括：对待测吊杆进行桥梁静载试验；在静载试验分级加载过程中，测量所述待测吊杆的长度变化量及频率；根据第三运算规则以及所述长度变化量，计算出所述待测吊杆的索力增量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三运算规则包括：其中，δl0为待测吊杆的长度变化量，l0为待测吊杆的长度，EA为待测吊杆的轴向刚度，δT为待测吊杆的索力增量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量所述待测吊杆的长度变化量，包括：采用挠度计或全站仪测量待测吊杆的长度变化量。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量所述待测吊杆的频率，包括：采用压阻式加速度传感器测量待测吊杆的频率。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据第一运算规则、所述频率以及所述索...

【专利技术属性】
技术研发人员：史杰，
申请(专利权)人：浙江浙交检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：