在役拉索内力测量方法及利用该方法的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在役拉索内力测量方法，包括如下步骤：在待测拉索上选定两点，将该两点固定，使该两点之间的待测索段形成弦式；将该两点之间的待测索段上选定一点，在该点位置处顶起一个高度，测量出该高度以及顶起该高度所需的顶升力；根据测得的高度、顶升力和该两点间的距离，利用拉索的应力刚化效应和静力平衡原理，求得待测索段内力。该方法测量方便、精度高、测量费用低。本发明专利技术还提供了一种利用该方法的测量装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种拉索内力的测量方法及测量装置，特别是一种在役拉索内力的测量方法及测量装置。
技术介绍
现代建筑不断对建筑物功能提出新的标准与要求，建筑结构的尺度、体系、型式、构造、材料等都随功能的变化而不断发展，各种斜拉桥、悬索桥、悬挂结构、索膜结构等张力结构不断涌现和发展。由于各种施工误差及偶然因素影响，结构竣工后的结构内力和形态往往会偏离设计状态，而服役期的各种环境作用也常导致在役结构的内力和形态会偏离设计状态。张力结构一般是大尺度、大空间的重要公共建筑，其能否健康工作常引起社会各界关注，因此，对其长期在线健康监测和状态评估已成为国内外研究的热点，并引起世界性的关注。拉索是各种张力结构的主要受力构件，要对张力结构进行健康监测和状态评估，必须要了解拉索的实际受力状态。要准确地了解在役拉索索力的实际状态，选择适当的测量方法和仪器，并设法消除现场量测中各种因素影响非常关键。 迄今为止，可供现场测定索力的方法主要有4种(1)压力表测定法；(2)压力传感器测定法；(3)磁通法；(4)频率法。压力表测定法和压力传感器测定法一般仅适用于正在张拉拉索的索力测定，很难用于对在役拉索的索力进行测量。磁通量法是测定拉索索力的非破坏性方法，可以用于在役拉索的索力测试，但我国当前无论在技术上，还是经验上都很不完善。因此，当对已施工完毕的拉索进行索力测量时，频率法几乎是最好的选择，但频率法所确定的索力精度在很大程度上取决于索本身参数的可靠性(诸如索的弯曲刚度、索的计算长度、索的线密度等)，各参数的偏差会影响到索力计算的精度。因此，有必要提供一种测量精度更高、操作简单的测量方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种测量方便、精度高、测量费用低的在役拉索内力的测量方法。 本专利技术的目的之二在于提供一种利用上述方法的、结构简单、测量方便、测量精度高、费用低的测量装置。 为实现本专利技术目的之一，本专利技术提供一种在役拉索内力测量方法，一种在役拉索内力测量方法，包括如下步骤(1)在待测拉索上选定两点，将该两点固定，使该两点之间的待测索段形成弦式，待测索段的长度为L；(2)将该两点之间的待测索段上选定另一点，将该点顶起一个高度δ，测量出该高度δ以及顶起该高度δ所需的顶升力N；(3)根据高度δ、顶升力N和该两点间的距离L，利用拉索的应力刚化效应和静力平衡原理，求得待测索段内力T。 进一步的，步骤(2)中在待测索段上选定的一点与固定两点中之一点的距离为L1，步骤(3)中利用公式求得待测索段内力T。 优选的，步骤(2)中在待测索段上选定的一点处于待测索段的中心，步骤(3)中利用公式求解待测索段内力T。 进一步的，在所述步骤(1)之前还包括另一步骤采用与待测索段相同规格、材质的拉索进行标定试验，确定所述步骤(2)中顶升的高度修正量Δδ与顶升力的修正值ΔN，步骤(2)中高度δ和顶升力N均等于测得量加上修正量。 为实现本专利技术的目的之二，本专利技术提供一种利用上述测量方法的在役拉索内力测量装置，其包括支架、固定连接于所述支架两端的用于固定住待测在役拉索的索夹、用于顶升待测在役拉索的顶升装置、驱动所述顶升装置的动力装置、传感器、运算器、显示器；所述顶升装置设于所述支架上、所述两索夹之间，并可由所述动力装置驱动而垂直于所述支架运动；所述传感器与所述顶升装置和动力装置电连接，所述运算器与所述传感器、显示器电连接。 优选的，所述动力装置为液压装置，所述液压装置包括液压站和液压缸，所述顶升装置为与所述液压缸适配的活塞杆，所述液压站通过油管与所述液压缸连接，为所述活塞杆输出动力。 进一步的，所述活塞杆上设有平衡块。 优选的，所述顶升装置在顶起拉索的一端设成锥形，并在锥顶设有用于放置待测拉索的凹面。 进一步的，在所述支架上背对所述索夹的一面还设置有拉杆和撑杆。 进一步的，还包括用来监测索段内力不超过拉索截面抗力的监测报警装置。 本专利技术的有益效果在于本专利技术所提供的在役拉索内力的测量方法，仅需进行简单的固定、测量和计算工作就能得知在役拉索的内力，操作简单，测量费用较低，在测量过程中外界影响因素少，因而测量的精度较高；根据选定顶升位置的不同，利用上述公式来进行计算，可以计算出拉索内力的大小，减少了外界因素的影响，使测量精度更高；在正式测量之前进行标定试验，可以减少由于待测拉索(如钢绞线，单根预应力筋)本身挤压变形所带来的测量误差，进一步提高测量的精度；本专利技术所提供的在役拉索内力的测量装置结构简单，所述传感器监测到顶升装置的位移(即顶升高度)和输出动力，所述运算器接收到传感器传来的数据然后计算出待测索段的内力，整个过程自动化，使得测量结果精度高而且测量速度快；作为一个实施例，所述动力装置设置成液压装置，更方便对顶升装置的控制和监测；活塞杆上设置平衡块可以使顶升时顶升装置处于平衡；顶升装置在顶起拉索的一端设成锥形，并在锥顶设有用于放置待测拉索的凹面，可以保证顶起的距离有效且便于识别，同时不对拉索造成损伤，并可保证顶起的拉索稳定地居于顶升装置的断面中心；支架的背部还设置有拉杆和/或撑杆，可以防止支架在顶升装置顶升绳索的过程中可能造成的支架的弯曲变形，从而影响测量结果和破坏测量装置；监测报警装置的设置可以监测拉索的内力不超过拉索截面抗力，还可以设置警戒值，超过则可激发警报，方便工作人员处理。 附图说明 图1为本专利技术在役拉索内力测量方法的原理图； 图2为本专利技术在役拉索内力测量装置一个实施例的示意图； 图3为利用图2所示的在役拉索内力测量装置进行测量的示意图； 图4为图2中顶升装置的局部视图； 图5为图4的A-A视图。 具体实施例方式 以下介绍本专利技术一种在役拉索内力测量方法的一个实施例，该方法包括如下步骤(1)在待测拉索上选定两点，将该两点固定，使该两点之间的待测索段形成弦式；(2)将该两点之间的待测索段上选定一点，将该点顶起一个高度δ，测量出该高度δ以及顶起该高度所需的顶升力N；(3)根据高度δ、顶升力N和该两点间的距离L，利用拉索的应力刚化效应和静力平衡原理，更具体地，根据公式求得待测索段内力T。更佳地，在本专利技术其它的实施例中，根据待测索段截面形式(如钢绞线，单根预应力筋)和规格的不同，在步骤(1)之前，对待测索段在已知拉索内力条件下顶升的高度δ和输出顶升力N进行标定试验，并根据试验结果得出顶升的高度δ的修正量Δδ、顶升力N的修正量ΔN，步骤(3)计算时使用的高度δ和顶升力N均为测得量加上上述修正量，以尽量消除组成拉索钢绞线的各钢丝之间空隙被径向压缩、挤密的影响，减小测量误差。 下面介绍步骤(3)中的计算原理。如图1，设拉索内力为T，索钳之间的距离为L，专用千斤顶头将索段中部距离左端L1处顶起的高度为δ，设顶起后由于索段伸长左侧索段索力的增量为ΔT1、右侧索段索力的增量为ΔT2，顶起前后左侧索段转角为θ1、右侧索段转角为θ2，千斤顶顶升力为N，其中，δ和N由装置本身测得。于是，有 顶升前后左侧索段伸长量为 右侧索段伸长量为 由此产生的索力增量为 左侧索段索力增量 右侧索段索力增量 根据索段A点的内力平衡条件，可得 (T+ΔT1)cosθ1＝(T+ΔT2)cosθ2 (1) (本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在役拉索内力测量方法，包括如下步骤：　（１）在待测拉索上选定两点，将该两点固定，使该两点之间的待测索段形成弦式，待测索段的长度为Ｌ；　（２）在该两点之间的待测索段上选定另一点，将该点顶起一个高度δ，测量出该高度δ以及顶起该高 度δ所需的顶升力Ｎ；　（３）根据高度δ、顶升力Ｎ和该两点间的距离Ｌ，利用拉索的应力刚化效应和静力平衡原理，求得待测索段内力Ｔ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金刚，王龙，谢庆华，谢伟锋，冯伟，
申请(专利权)人：广州市建筑集团有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]