CN101788357A - Pc钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，采用等张力法逐根张拉钢绞线；根据钢绞线锚固前的实际伸长量和实际锚固张拉力获得每根钢绞线的实际有效拉力；用钢绞线的实际张拉顺序号和实际有效拉力获得钢绞线的线性回归方程式；获得每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值；基于每根钢绞线的实际有效拉力和每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值监控调整施工过程中的索力。本发明在合理运用线性回归分析方法的基础上建立对PC钢绞线斜拉索张拉状态评定的方法，有效解决了仅通过现有的测试方法无法对PC钢绞线斜拉索张拉完成后的索力状态进行系统评定的问题。

Description

PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法

本申请为申请号200910259854.0、申请日2009年12月16日、发明创造名称“PC钢绞线斜拉索的索力测试及监控方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及斜拉桥斜拉索的施工，具体涉及PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法。

背景技术

斜拉桥比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。斜拉桥的上部结构主要由索塔、斜拉索和主梁三部分组成，其主要特点是利用索塔引出斜拉索悬吊主梁进行跨越，其中，斜拉索是斜拉桥的最主要的受力结构之一，一般采用高强度平行钢丝拉索和PC钢绞线拉索两种形式。

高强度平行钢丝拉索一般为工厂制造的成品索，在施工现场整根安装，并采用大吨位群锚体系进行张拉锚固，其安装和测试较为简单，但是随着拉索直径的增加，其安装和运输存在困难。PC钢绞线斜拉索则较为灵活，由多根经过防腐处理的成品钢绞线组成，需要在施工现场经过加工、逐根安装、逐根张拉并锚固、紧索等诸多工序。

斜拉桥施工过程中需要对斜拉索索力进行监测，常见的斜拉索索力测试方法主要有压力表量测法、磁通量测法、压力传感器量测法和振动频率量测法四种。压力表量测法受压力油表精度的限制，同时不能反映拉索锚固损失后的实际索力，一般只适用于张拉施工；磁通量测法通过测定索中磁通量的变化来测定拉索索力和温度，国内较少应用；压力传感器量测法能有效测量施工过程中拉索索力的有效值，适用于高强度平行钢丝拉索和PC钢绞线拉索；振动频率量测法通过测试斜拉索的自振频率，然后根据自振频率和索力的关系来确定索力，对高强度平行钢丝拉索和PC钢绞线拉索均适用。

PC钢绞线拉索一般采用等张力法进行逐根张拉施工，其原理是根据由后张拉的钢绞线引起的索塔和主梁之间的相对位移对已张拉完成的钢绞线拉力的影响对先张拉的钢绞线张拉力进行超张拉修正计算，并以修正后的张拉力作为钢绞线的张拉控制力，张拉过程中按安装在第一根钢绞线上的压力传感器的读数变化来辅助控制张拉力，从而达到整束斜拉索张拉完成后各根钢绞线拉力一致的目的。由于等张力法无法考虑张拉过程中钢绞线垂度变化、混凝土收缩徐变、张拉过程中体系温度变化等因素，同时还受索塔、主梁和斜拉索实际刚度与理论值不一致的影响，从而会导致张拉完成后的斜拉索各根钢绞线索力存在一定程度的不均匀性。与此同时，对于采用平衡悬臂施工方法的斜拉桥，为了方便成桥后可能进行的全桥索力调整，一般会将PC钢绞线拉索的“紧索”工序放到成桥之后，从而会对施工过程中PC钢绞线拉索的索力测试造成影响。根据现有的测试方法来看，若采用压力传感器量测法进行索力测试，由于各根钢绞线索力不均匀导致无法找出具有代表性的钢绞线进行测试，则必需对所有钢绞线进行测试，其工作量巨大，成本较高且耗时较多；若采用频率量测法进行测试，由于PC钢绞线拉索未紧索，则测试所得的拉索自振频率必定存在误差。因此，仅通过现有的测试方法对PC钢绞线拉索斜拉桥施工过程的斜拉索索力进行监测控制存在困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决现有的测试方法对PC钢绞线拉索斜拉桥施工过程的斜拉索索力进行监测控制存在困难的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，包括以下步骤：

S10、采用等张力法逐根张拉斜拉索中的每根钢绞线；

S20、根据钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_bai和实际锚固张拉力N_ai获得每根钢绞线的实际有效拉力N_ei；

S30、用每根钢绞线的实际张拉顺序号i和实际有效拉力N_ei进行线性回归分析，并依据最小二乘法获得线性回归方程式；

S40、将实际张拉顺序号i代入所述线性回归方程式，获得每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值N_ri；

S50、将最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值N_ri乘以该斜拉索所包含的钢绞线数量获得该斜拉索的索力；

S60、以N_ei-N_ri的差是否超出容许偏差值和(N_ei-N_ri)/N_ri的比值是否超出容许偏差百分比作为判断条件，获得每一根钢绞线的评估结果；

S70、如果评估结果表明N_ei-N_ri的差超出容许偏差值或(N_ei-N_ri)/N_ri的比值超出容许偏差百分比时，对偏差较大的钢绞线张拉力进行调整，使N_ei-N_ri的差落入容许偏差值范围和(N_ei-N_ri)/N_ri的比值落入容许偏差百分比范围；否则，不调整钢绞线张拉力；

i为钢绞线的实际张拉顺序号，i＝1、2、3、……、n，n为斜拉索中钢绞线的数量。

上述方法中，以最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值N_rn作为整根斜拉索施工完成后任意一根钢绞线的拉力代表值，以该代表值乘以该斜拉索包含的钢绞线数量n作为整根斜拉索的索力代表值T_r，以T_r-T_t的差是否超出容许偏差值和(N_ei-N_ri)/N_ri的比值是否超出容许偏差百分比作为判断条件，获得该根斜拉索索力状态的评估结果；如果评估结果表明T_r-T_t的差超出容许偏差值或(T_r-T_t)/T_t的比值超出容许偏差百分比时，则进行调整使T_r-T_t的差落入容许偏差值范围和(T_r-T_t)/T_t的比值落入容许偏差百分比范围；否则，不作调整。

整根斜拉索的索力调整仍按单根钢绞线进行，每根钢绞线需调整的拉力数值可采用如下公式进行计算：

ΔN_i＝(T_t-T_r)/n+(N_ri-N_ei)

每根钢绞线所需调整的伸长量Δ＝(ΔN_i×S)/(E×A)

式中：ΔN_i为钢绞线需调整的拉力数值，S为钢绞线的长度，E为钢绞线的弹性模量，A为钢绞线截面面积。

钢绞线的实际伸长量ΔL_bai通过以下步骤获得：

S101、将钢绞线张拉到100％张拉控制力时的伸长量ΔL_100i与张拉到D％张拉控制力的伸长量ΔL_Di相减，求得(100-D)％张拉控制力下包含垂度影响的钢绞线公称伸长量ΔL_Di，其中D％＝10％～15％；

S102、通过悬链线公式计算得出(100-D)％张拉力状态下钢绞线的无应力长度S_100i和S_Di，并求出其差值ΔS_100-Di；

S103、用(100-D)％张拉力状态下的公称伸长量ΔL_Di减去所述无应力长度的差值ΔS_100-Di得到修正伸长量ΔL_Di’；

S104、将修正伸长量ΔL_Di’按比例放大到100％，即为钢绞线在100％张拉控制力下的实际伸长量ΔL_i；

S105、将钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ΔL_ai与张拉到100％张拉控制力时的伸长量ΔL_100i相减，再与100％张拉控制力下的实际伸长量ΔL_i相加，即为钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_bai。

步骤S101中，D＝10或15。

钢绞线的实际有效拉力N_ei通过以下步骤获得：

S110、通过钢绞线张拉至锚固张拉力时的千斤顶油压表读数获得每根钢绞线的实际锚固张拉力值N_ai；

S111、将钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ΔL_ai与锚固后的伸长量ΔL_aai相减，得到钢绞线锚固时由于夹片回缩等因素引起的伸长量损失δ_i；

S112、将钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_bai减去伸长量损失δ_i后，再除以锚固前的实际伸长量ΔL_abi，然后与实际锚固张拉力N_ai相乘，得到每根钢绞线锚固后的实际有效张拉力值N_ei。

本发明具有如下的优点：

1、在合理运用线性回归分析方法的基础上建立对PC钢绞线斜拉索张拉状态评定的方法，有效解决了仅通过现有的测试方法无法对PC钢绞线斜拉索张拉完成后的索力状态进行系统评定的问题。

2、针对采用线性回归分析方法进行索力评定的斜拉索在斜拉桥后续施工过程中的索力测试问题提出了完整的解决方法。

3、尤其对于在成桥后才完成“紧索”工序的斜拉索在斜拉桥施工过程中的索力测试问题提出了一种有效的解决办法。

4、针对性强、经济合理，便于施工。

附图说明

图1是本发明实施例的结构布置形式。

图2是本发明实施例的斜拉索截面形式。

图3是PC钢绞线斜拉索索力测试流程图。

图4是钢绞线张拉数据图表。

图5是钢绞线锚固伸长量损失计算图表。

图6是钢绞线锚固前、后的有效张拉力及其代表值。

图7是钢绞线对应的有效张拉力与代表值的偏差值和偏差百分比；

图中标号及其对应名称如下：1-主梁；2-索塔；3-PC钢绞线斜拉索；4-PC钢绞线；5a-张拉到10％或15％张拉控制力的伸长量ΔL₁₅；5b-钢绞线张拉到100％张拉控制力时的伸长量ΔL₁₀₀；5c-90％或85％张拉控制力下包含垂度影响的钢绞线公称伸长量ΔL₈₅；5d-钢绞线在100％张拉控制力下的实际伸长量ΔL；5e-钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ΔL_a；5f-钢绞线锚固后的伸长量ΔL_aa；5g-锚固时由夹片回缩等因素引起的伸长量损失δ；6a-钢绞线的实际锚固张拉力值N_ai；6b-钢绞线锚固后的实际有效张拉力值N_ei；6c-钢绞线锚固后的有效张拉力代表值N_ri；6d-钢绞线对应的有效张拉力与代表值的偏差值；6e-钢绞线对应的有效张拉力与代表值的偏差百分比。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细的说明，该实施例是一座多跨连续箱梁矮塔斜拉桥，如图1和图2所示，主梁1和索塔2均为钢筋混凝土结构，每个索塔2上布置有6对PC钢绞线斜拉索3，每对斜拉索各由91根φ15.24的高强度低松弛钢绞线4组成，钢绞线斜拉索3的两端分别锚固在主梁1和索塔2的主梁上，在索塔2的塔顶处设置有转向装置，钢绞线4的“紧索”工序在成桥之后进行，采用等张力法张拉，张拉施工在两端同时进行。

本发明提供的PC钢绞线斜拉索的索力测试方法包括以下步骤，如图3所示：

S10、采用等张力法逐根张拉当前斜拉索3中的每根钢绞线4；

S20、根据张拉后钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_ba和实际锚固张拉力N_a获得每根钢绞线的实际有效拉力N_e；

S30、用钢绞线的实际张拉顺序号和实际有效拉力N_e进行线性回归分析，并依据最小二乘法获得钢绞线的线性回归方程式；

S40、将实际张拉顺序号代入所述线性回归方程式，获得每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值N_r；

S50、将最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值N_r乘以该斜拉索所包含的钢绞线数量获得该斜拉索的索力。

上述方法中，每根钢绞线的实际伸长量ΔL_i通过以下步骤获得，i为钢绞线的实际张拉顺序号，i＝1、2、3、……、n，n为斜拉索中钢绞线的数量，下面以其中一根钢绞线为例加以说明，其余钢绞线与此类同：

S101、将钢绞线张拉到100％张拉控制力时的伸长量ΔL₁₀₀与张拉到10％或15％张拉控制力的伸长量ΔL₁₀或ΔL₁₅相减，得到90％或85％张拉控制力下包含垂度影响的钢绞线公称伸长量ΔL₉₀和ΔL₈₅，

即：

ΔL₉₀＝ΔL₁₀₀-ΔL₁₀；

ΔL₈₅＝ΔL₁₀₀-ΔL₁₅。

S102、通过悬链线的无应力索长计算公式，分别计算得出的100％张拉控制力状态下和10％或15％张拉控制力状态下钢绞线的无应力长度S₁₀₀和S₁₀或S₁₅，并求出其差值ΔS_100-10或ΔS_100-15，

即：悬链线的无应力索长L＝S-ΔS

式中：S为悬链线的应力索长，其公式为：

$S={\∫}_0^l\sqrt{1+{\left(\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}\right)}^2\mathrm{dx}}=-\frac{H}{q}[\mathrm{sh}(-\frac{q}{H}l+\frac{q}{H}t)-\mathrm{sh}\left(\frac{q}{H}t\right)],$

ΔS为悬链线的索长变化值，其公式为：

$\mathrm{\ΔS}=\frac{H}{\mathrm{EA}}{\∫}_0^l[1+{\left(\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}\right)}^2]\mathrm{dx}+\mathrm{\α\Δt}{\∫}_0^l\sqrt{1+{\left(\frac{\mathrm{dy}}{\mathrm{dx}}\right)}^2\mathrm{dx}},$

S和ΔS中的参数详见《悬索线形计算方法探讨》(2006钢桥科技论坛全国学术会议论文集，2006年)。

ΔS_100-10＝S₁₀₀-S₁₀；

ΔS_100-15＝S₁₀₀-S₁₅。

S103、利用两种状态下无应力长度的差值ΔS_100-10或ΔS_100-15对90％或85％张拉控制力的公称伸长量ΔL₉₀或ΔL₈₅进行修正得到ΔL₉₀’或ΔL₈₅’，

即：

ΔL₉₀’＝ΔL₉₀-ΔS_100-15；

ΔL₈₅’＝ΔL₈₅-ΔS_100-15。

S104、将修正后的的伸长量ΔL₉₀’或ΔL₈₅’按比例放大到100％，即为钢绞线在100％张拉控制力下的实际伸长量ΔL，

即：

ΔL＝ΔL₉₀’×100/90或，

ΔL＝ΔL₈₅’×100/85。

S105、将钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ΔL_a与张拉到100％张拉控制力时的伸长量ΔL₁₀₀相减，再与100％张拉控制力下的实际伸长量ΔL相加，即为钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_ba，

即：

ΔL_ba＝ΔL_a-ΔL₁₀₀+ΔL。

上述步骤中仅以90％或85％张拉控制力作为示例性说明，但是，本方法并不限于上述两种情况，可以选择90％～85％之间的任何值。

张拉控制力是钢绞线张拉的理论张拉力，即目标值，锚固张拉力是钢绞线锚固前的实际张拉力。

图4为钢绞线张拉数据图表，该表记录的是钢绞线4张拉到15％张拉控制力的伸长量ΔL₁₅和张拉到100％张拉控制力时的伸长量ΔL₁₀₀，分别用5a和5b表示。将ΔL₁₀₀与ΔL₁₅相减，可求得85％张拉控制力下包含垂度影响的钢绞线公称伸长量ΔL₈₅，图中用5c表示；再通过悬链线公式分别计算得出的该钢绞线在100％和85％张拉控制力下的无应力长度S₁₀₀和S₁₅，并计算得出其差值ΔS_100-15；然后利用两种状态下无应力长度的差值对ΔL₈₅(即5c)进行修正得到ΔL₈₅’；最后将ΔL₈₅’按比例放大到100％，即为钢绞线在100％张拉控制力下的实际伸长量ΔL，图中用5d表示。

单根钢绞线的实际有效拉力N_e通过以下步骤获得：

S110、通过钢绞线张拉至锚固张拉力时的千斤顶油压表读数获得每根钢绞线的实际锚固张拉力值N_ai(i为钢绞线的实际张拉顺序号，i＝1、2、3、……、n，n为斜拉索中钢绞线的数量)。通过千斤顶张拉钢绞线时，油压表的读数与施加在钢绞线上的张拉力存在一定的关系，这个关系可以通过试验很容易地得出，因此可以通过实验得到油压表读数与钢绞线上的张拉力之间的标定公式，通过该标定公式可得到每根钢绞线的实际锚固张拉力值N_ai。下面以其中一根钢绞线为例加以说明，其余钢绞线与此类同。

S111、将钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ΔL_a与锚固后的伸长量ΔL_aa相减，得到钢绞线锚固时由于夹片回缩等因素引起的伸长量损失δ，

即：

δ＝ΔL_a-ΔL_aa

S112、将钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_ba减去伸长量损失δ后，再除以锚固前的实际伸长量ΔL_ba，然后与实际锚固张拉力N_ai相乘，得到钢绞线锚固后的实际有效张拉力值N_e，

即：

N_e＝N_a×(ΔL_ba-δ)/ΔL_ba

步骤S30的详细说明如下：

以每根钢绞线的实际张拉顺序号i为X坐标，以锚固后的实际有效拉力N_e为Y坐标进行线性回归分析，按最小二乘法原理进行线性拟合，得到以X为自变量、Y为因变量的一次项式，即线性回归方程式。

Y＝a×X+b

其中，a、b均为常数，并由线性拟合得出。

将各根钢绞线的张拉顺序号i作为X变量分别代入推导出的一次项式，得到每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值N_ri。

图5是钢绞线锚固伸长量损失计算图表，图中，5e表示ΔL_a，5f表示ΔL_aa，5g表示δ。

图6是钢绞线锚固前、后的有效张拉力及其代表值，图中6a表示钢绞线的实际锚固张拉力值N_ai，6b表示钢绞线锚固后的实际有效张拉力值N_ei，6c表示钢绞线锚固后的有效张拉力代表值N_ri。

利用上述方法获得有效张拉力代表值后，即可以对斜拉桥施工过程中斜拉索索力进行有效监测。

(一)、斜拉索索力状态评估。

(1)将各根钢绞线的实际有效拉力值N_ei和经线性回归推导出的有效拉力代表值N_ri进行对比，即可对单根钢绞线的张拉状态进行评定。

偏差值：N_ei-N_ri≤【容许偏差值】

偏差百分比：(N_ei-N_ri)/N_ri≤【容许偏差百分比】

若偏差满足要求，说明钢绞线拉力均匀性较好；若偏差不满足要求，说明钢绞线拉力均匀性较差，应根据偏差值对偏差较大的钢绞线拉力进行调整。

(2)将最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值N_rn作为整根斜拉索施工完成后任意一根钢绞线的拉力代表值，因此整根斜拉索的索力代表值T_r应等于最后一根斜拉索的有效拉力代表值N_rn乘以该斜拉索包含的钢绞线数量n。最后将整根斜拉索的索力代表值T_r与理论值T_t进行对比，即可对整根斜拉索的索力状态进行评定。

偏差值：T_r-T_t≤【容许偏差值】

偏差百分比：(T_r-T_t)/T_t≤【容许偏差百分比】

若偏差满足要求，说明斜拉索索力可满足设计及规范要求；若偏差不满足要求，说明斜拉索索力偏差太大，应对斜拉索索力进行调整。索力调整仍按单根钢绞线进行，则索力调整前，各根钢绞线需调整的拉力数值可采用如下公式进行计算：

ΔN_i＝(T_t-T_r)/n+(N_ri-N_ei)

考虑到逐根张拉钢绞线会对其他钢绞线拉力造成影响，因此可按照各根钢绞线所需调整的伸长量Δ进行控制。在悬链线垂度较小的情况下，垂度对悬链线弧长的影响可忽略，因此对钢绞线拉力进行少量调整时，钢绞线伸长量Δ受垂度的影响也可忽略。

即：

Δ＝(ΔN_i×S)/(E×A)

式中：ΔN_i为钢绞线需调整的拉力数值，S为钢绞线的长度，E为钢绞线的弹性模量，A为钢绞线截面面积。

(二)、PC钢绞线斜拉索施工过程中索力监测控制。

1、采用压力传感器量测法进行索力测试的方法。

(1)在整根斜拉索按等张力法张拉完成之后，对已安装在钢绞线上的压力传感器的读数进行记录，将其作为拉力初始值N₀。

(2)在斜拉索张拉完成后的任一工况对安装有压力传感器的钢绞线进行测试，将仪器测试所得的该工况下该钢绞线的拉力值N_j与张拉完成时的拉力初始值N₀进行对比，即可求得单根钢绞线的拉力变化值ΔN。将单根钢绞线的拉力变化值ΔN乘以该斜拉索包含的钢绞线数量n即可得到该斜拉索的索力变化值ΔT。

(3)将测试所得的索力变化值ΔT与斜拉索张拉完成时的索力代表值T_r相加即为斜拉索在该工况的实际索力T_rj，再与理论值T_tj进行对比。

2、采用振动频率量测法进行索力测试的方法一

(1)对张拉完成后的整根斜拉索进行测试，记录其自振频率F₀作为初始值。

(2)根据斜拉索索力与自振频率之间的近似关系，T＝KF²(其中，T为索力，K为比例常数，F为拉索的一阶自振频率或称基频)，将斜拉索张拉完成后的索力代表值T_r和自振频率初始值F₀代入后可求得比例常数K₀值。

(3)在斜拉索张拉完成后的任一工况对斜拉索进行测试，将仪器测试所得的自振频率F_j与比例常数K₀值代入关系公式，T＝KF²，即可求得该工况下的斜拉索公称索力T_rj。然后将T_rj与理论值T_tj进行对比。

3、采用振动频率量测法进行索力测试的方法二

(1)对张拉完成后的整根斜拉索进行测试，记录其自振频率F₀作为初始值。

(2)在斜拉索张拉完成后的任一工况该斜拉索进行测试，将仪器测试所得的自振频率F_j进行记录。

(3)确定索力变化值：

根据考虑拉索刚度的简支弦张力公式：

T＝4mL²F_k ²/k²-EIk²π²/L²

式中：T为索力，m为斜拉索的线质量，L为计算长度，F_k为第k阶频率，k为频率阶数，EI为拉索抗弯刚度。

若采用同为第k阶的频率，则可得到消除拉索刚度影响的索力变化值为：

ΔT_j＝4mL²F_jk ²/k²-4mL²F_0k ²/k²＝4mL²/k²(F_jk ²-F_0k ²)

式中：F_jk为任意工况测试所得的第k阶频率，F_0k为整根斜拉索张拉完成后测试所得的第k阶频率。

(4)将计算所得的索力变化值ΔT_j与斜拉索张拉完成时的索力代表值T_r相加即为斜拉索在该工况的实际索力T_rj，再与理论值T_tj进行对比。

图7是钢绞线对应的有效张拉力与代表值的偏差值和偏差百分比。将各根钢绞线的实际有效拉力值N_ei6b和经线性回归推导出的有效拉力代表值N_ri6c相减即可得到偏差值6d；将偏差值6d与有效拉力代表值N_ri6c相比即可得到偏差百分比6e。通过将偏差值6d和偏差百分比6e与相关规范的容许偏差进行对比，即可对单根钢绞线的张拉状态进行评定。

若单根钢绞线的张拉状态满足要求，则将最后一根斜拉索的有效拉力代表值N_rn乘以该斜拉索包含的钢绞线数量n，即可得到整根斜拉索的索力代表值T_r，最后对整根斜拉索的索力代表值T_r和理论值T_t进行偏差值和偏差百分比分析，并与相关规范的容许偏差进行对比，即可对整根斜拉索的索力状态进行评定。

若出现整根斜拉索索力偏差超限的情况，可将(T_t-T_r)/n与偏差值6d作为各根钢绞线拉力调整的依据，换算出各根钢绞线所需调整的伸长量，以此来指导调索施工。

斜拉索张拉完成并经测试满足设计和规范要求后，可进行后续工序施工，施工过程中可采用压力传感器量测法、振动频率量测法等辅助手段对施工过程中的斜拉索索力进行跟踪测试，以达到在斜拉桥施工全过程对斜拉索索力进行监控的目的。

本发明通过以上措施的采用，有效解决了PC钢绞线斜拉索张拉工作中对索力进行系统评定的问题，并为斜拉桥后续施工过程中的索力测试问题提出了完整的解决方法。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、采用等张力法逐根张拉斜拉索中的每根钢绞线；

S20、根据钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_bai和实际锚固张拉力N_ai获得每根钢绞线的实际有效拉力N_ei；

S30、用每根钢绞线的实际张拉顺序号i和实际有效拉力N_ei进行线性回归分析，并依据最小二乘法获得线性回归方程式；

S40、将实际张拉顺序号i代入所述线性回归方程式，获得每根钢绞线锚固后的有效张拉力代表值N_ri；

S50、将最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值N_ri乘以该斜拉索所包含的钢绞线数量获得该斜拉索的索力；

S60、以N_ei-N_ri的差是否超出容许偏差值和(N_ei-N_ri)/N_ri的比值是否超出容许偏差百分比作为判断条件，获得每一根钢绞线的评估结果；

S70、如果评估结果表明N_ei-N_ri的差超出容许偏差值或(N_ei-N_ri)/N_ri的比值超出容许偏差百分比时，对偏差较大的钢绞线张拉力进行调整，使N_ei-N_ri的差落入容许偏差值范围和(N_ei-N_ri)/N_ri的比值落入容许偏差百分比范围；否则，不调整钢绞线张拉力；

i为钢绞线的实际张拉顺序号，i＝1、2、3、……、n，n为斜拉索中钢绞线的数量。

2.如权利要求1所述的PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，其特征在于，以最后一根张拉完成的钢绞线的有效拉力代表值N_rn作为整根斜拉索施工完成后任意一根钢绞线的拉力代表值，以该代表值乘以该斜拉索包含的钢绞线数量n作为整根斜拉索的索力代表值T_r，以T_r-T_t的差是否超出容许偏差值和(N_ei-N_ri)/N_ri的比值是否超出容许偏差百分比作为判断条件，获得该根斜拉索索力状态的评估结果；如果评估结果表明T_r-T_t的差超出容许偏差值或(T_r-T_t)/T_t的比值超出容许偏差百分比时，则进行调整使T_r-T_t的差落入容许偏差值范围和(T_r-T_t)/T_t的比值落入容许偏差百分比范围；否则，不作调整。

3.如权利要求2所述的PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，其特征在于，整根斜拉索的索力调整仍按单根钢绞线进行，每根钢绞线需调整的拉力数值可采用如下公式进行计算：

ΔN_i＝(T_t-T_r)/n+(N_ri-N_ei)

每根钢绞线所需调整的伸长量Δ＝(ΔN_i×S)/(E×A)

式中：ΔN_i为钢绞线需调整的拉力数值，S为钢绞线的长度，E为钢绞线的弹性模量，A为钢绞线截面面积。

4.如权利要求1至3项任一项权利要求所述的PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，其特征在于钢绞线的实际伸长量ΔL_bai通过以下步骤获得：

S101、将钢绞线张拉到100％张拉控制力时的伸长量ΔL_100i与张拉到D％张拉控制力的伸长量ΔL_Di相减，求得(100-D)％张拉控制力下包含垂度影响的钢绞线公称伸长量ΔL_Di，其中D％＝10％～15％；

S102、通过悬链线公式计算得出(100-D)％张拉力状态下钢绞线的无应力长度S_100i和S_Di，并求出其差值ΔS_100-Di；

S103、用(100-D)％张拉力状态下的公称伸长量ΔL_Di减去所述无应力长度的差值ΔS_100-Di得到修正伸长量ΔL_Di’；

S104、将修正伸长量ΔL_Di’按比例放大到100％，即为钢绞线在100％张拉控制力下的实际伸长量ΔL_i；

S105、将钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ΔL_ai与张拉到100％张拉控制力时的伸长量ΔL_100i相减，再与100％张拉控制力下的实际伸长量ΔL_i相加，即为钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_bai。

5.如权利要求4所述的PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，其特征在于，步骤S101中，D＝10或15。

6.如权利要求4所述的PC钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法，其特征在于，钢绞线的实际有效拉力N_ei通过以下步骤获得：

S110、通过钢绞线张拉至锚固张拉力时的千斤顶油压表读数获得每根钢绞线的实际锚固张拉力值N_ai；

S111、将钢绞线张拉到锚固张拉力时的伸长量ΔL_ai与锚固后的伸长量ΔL_aai相减，得到钢绞线锚固时由于夹片回缩等因素引起的伸长量损失δ_i；

S112、将钢绞线锚固前的实际伸长量ΔL_bai减去伸长量损失δ_i后，再除以锚固前的实际伸长量ΔL_bai，然后与实际锚固张拉力N_ai相乘，得到每根钢绞线锚固后的实际有效张拉力值N_ei。

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