CN101055216A - 斜拉桥拉索索力自动监测方法及装置 - Google Patents

斜拉桥拉索索力自动监测方法及装置 Download PDF

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周建庭
曾德荣
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Abstract

本发明公开了一种斜拉桥拉索索力自动监测方法，包括如下步骤：(1)通过桥梁内力计算分析，同时结合维修、养护方便，确定在斜拉索上安装索力监测装置的合理位置；(2)在相应位置的拉索上粘贴应力传感器，其可实现索力的监测；(3)在相应有测力装置的拉索套管处开孔，引出导线，并与固定在套管上的显示仪表相连接，实现索力的自动显示；或通过计算机进行统计和分析。还提供了一种自动监测装置。本发明的这种索力监测方法，可以实时监测索力，并且使索力监测系统的更换简单化。

Description

斜拉桥拉索索力自动监测方法及装置
技术领域
本发明属于桥梁领域，具体来说是斜拉桥拉索索力自动监测的方法及装置。
背景技术
斜拉桥的斜拉索作为主要受力构件，由于锈蚀严重造成的病害比较普遍，严重影响了斜拉桥正常使用的结构安全性和耐久性。目前斜拉索的检修、养护和更换工作比较薄弱。特别是由于设计、造价等原因，一般斜拉桥主梁下部都没有设计专门的检查和养护设施。而斜拉桥的拉索是生命索，一旦拉索锈蚀断裂，就有可能造成全桥的垮塌。因此，实时监测拉索的索力至关重要。目前，营运期拉索的索力监测主要有两种方法，一是频谱法，其通过监测拉索的频率达到监测索力的目的，但其具有装置复杂、难以实现实时监测等缺点，特别是对于保护措施好、减振措施多的桥梁，测试结果误差大；二是在锚头处安置压力传感器，该方法具有直观、可靠的优点，但也存在传感器达到使用寿命后难以更换的致命缺点。因此，开发一种实用、使用方便的实现斜拉桥拉索索力自动监测的装置和方法势在必行。
发明内容
针对上述现有索力监测技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种能够方便易行的监测斜拉桥索力的方法。
本发明采用的技术方案是：一种斜拉桥拉索索力自动监测方法，包括如下步骤：
(1)通过桥梁内力计算分析，同时结合维修、养护方便，确定在斜拉索上安装索力监测装置的合理位置；(根据内力计算的结果，依据什么原则来确定其位置)
(2)在确定好的相应位置的拉索上粘贴应力传感器，用于测定拉索的应力值；
(3)在粘贴有应力传感器的位置对应的拉索套管处开孔，引出传感器的导电，并将开孔处进行防腐处理，并与套管外的显示仪表连接以显示拉索的应力变化情况，和/或与计算机连接用于统计和分析拉索索力变化情况。
本发明还提供了一种斜拉桥拉索索力自动监测装置，包括斜拉桥拉索及拉索外的保护套管，其特征在于：在所述的拉索上粘贴有用于测量应力变化的应力传感器，所述的应力传感器通过穿过套管的导线与保护套管外的用于显示索力的显示仪表和/或用于统计和分析索力的计算机的输入连接。
本发明的有益效果是：通过在拉索套管内的适当位置粘贴应力传感器，因此可以获得套管内拉索的应力值及应力值的变化情况，具有结构简单、实现方便且易于维护更换的特点，并通过外部的显示仪表进行显示能够对斜拉桥拉索索力进行监测，当连接计算机时，还可以利用计算机对数据进行统计和分析、预测等处理。
附图说明
图1为斜拉桥拉索索力自动监测装置结构图。
图2为图1所示的斜拉桥拉索索力自动监测装置的横截面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
实施例1
如图1和图2所示，斜拉桥拉索索力自动监测装置，包括粘贴在构成拉索的PC钢绞线1上的用于测定拉索应力的光纤光栅传感器3作为应力传感器，以及固定在聚乙烯保护套管2的显示仪表5，光纤光栅传感器3通过穿过套管2的导线4连接在显示仪表5的输入端。光纤光栅传感器将拉索索力电信号通过导线4传输给显示仪表5，由显示仪表5实现索力的自动显示。在拉索与套管之间有防腐材料6，同时对用于穿出导线4的套管2上的孔也要进行防腐处理。
可以理解的是，还可以直接通过导线与一台计算机的数据采集卡连接，直接通过计算机显示和记录、统计索力数据，用于分析索力随时间的变化情况，进行有效监控甚至预测。由于考虑到安全、环境等情况，所述的显示仪表可以采用无纸智能仪表，以在显示的同时实时记录和存储数据，并可下载到计算机上进行保存和处理。
为便于维护，可以如图1和图2所示，在拉索的钢绞线1上粘贴2个或更多个光纤光栅传感器3作为备用，以便相应传感器出现问题时不必再打开套管进行更换，所用仪表也可以为两个或两个以上，也可以为一个，维护时只需完成备用传感器的接线即可。
实施例2
一种对斜拉桥索力监测的方法，包括如下步骤：
(1)通过桥梁内力计算分析，同时结合维修、养护方便，确定在斜拉索上安装索力监测装置的合理位置；(约在桥面以上3～5米为宜)
(2)在相应位置的拉索上粘贴光纤光栅传感器，用于获得拉索的应力值；
(3)在相应有传感器的位置对应的拉索套管处开孔，引出电线，并将开孔处进行防腐处理，并与套管外的显示仪表连接以显示拉索的应力变化情况，和/或与计算机连接用于统计和分析拉索索力变化情况。
在步骤(1)通过大型有限元软件计算确定在拉索自重的情况下，确定最能代表索力并便于维修、养护的位置。
光纤光栅传感器作为应力传感咕嘟，具有抗电磁干扰、灵敏度高、尺寸小、重量轻、成本低的特点，适于在高温、腐蚀性等环境。

Claims (5)

1、一种斜拉桥拉索索力自动监测方法，包括如下步骤：
(1)通过桥梁内力计算分析，同时结合维修、养护方便，确定在斜拉索上安装索力监测装置的合理位置；(约在桥面以上3～5米为宜)
(2)在确定好的相应位置的拉索上粘贴应力传感器，用于测定拉索的应力值；
(3)在粘贴有应力传感器的位置对应的拉索套管处开孔，引出传感器的导电，并将开孔处进行防腐处理，并与套管外的显示仪表连接以显示拉索的应力变化情况，和/或与计算机连接用于统计和分析拉索索力变化情况。
2、根据权利要求1所述的斜拉桥拉索索力自动监测方法，其特征在于：在步骤(1)通过大型有限元软件计算确定在拉索自重的情况下，确定最能代表索力并便于维修、养护的位置。
3、根据权利要求1所述的斜拉桥拉索索力自动监测方法，其特征在于：在步骤(2)中用所用的应力传感器为光纤光栅传感器。
4、一种斜拉桥拉索索力自动监测装置，包括斜拉桥拉索及拉索外的保护套管，其特征在于：在所述的拉索上粘贴有用于测量应力变化的应力传感器，所述的应力传感器通过穿过套管的导线与保护套管外的用于显示索力的显示仪表和/或用于统计和分析索力的计算机的输入连接。
5、如权利要求4所述的斜拉桥拉索索力自动监测装置，其特征在于：所述的应力传感器为光纤光栅传感器。
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