CN111089715A - 一种桥梁拉索索力检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种拉索索力检测装置及检测方法，包括索体、机械锚固在索体一端的锚杯和固定在锚杯的耳板；所述耳板上开有耳板销孔；还包括固定在桥梁梁体上的两个叉耳，所述两个叉耳分别置于所述耳板的两侧，每个叉耳上开有叉耳销孔；所述耳板通过销轴与两个叉耳连接，所述销轴依次穿过两个叉耳销孔及耳板销孔；还包括扭矩加载装置，扭矩加载装置用于向销轴施加转动扭矩。本发明通过实验获得拉索索力与销轴的转动扭矩之间的函数关系，在实际检测拉索索力时，通过测得的销轴实际转动扭矩，代入函数关系式则可计算出实际拉索索力，检测装置结构简单、施工方便，可实现拉索索力快速检测。

Description

一种桥梁拉索索力检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于工程结构养护监测技术领域，具体地说是涉及一种桥梁拉索索力检测装置及检测方法。

背景技术

拉索是悬索桥或斜拉桥的关键部件，其索力大小直接关系桥梁的安全状况。但是，由于应力松弛、材料老化、钢材腐蚀、交通超载等各种影响因素，可能导致拉索索力变化超限，从而引起桥梁失效。因此，能够对桥梁拉索索力实现快速准确测量和评估显得非常重要。

目前，拉索索力常用检测方法有振动频率法和磁通量法。振动频率法是根据张拉弦理论，将两端约束条件简化为铰支而推导出来的，但是对某些长度较短和索力较小的拉索，计算的索力误差较大。磁通量法测量拉索索力时需对拉索提前进行标定，建立不同标准拉力与输出电压或相对磁导率增量关系，从而得出计算公式、零点积分值和温度修正系数，这个过程过于繁琐，且成本比较高，精度控制不足。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种桥梁拉索索力检测装置及检测方法，可实现桥梁拉索索力快速检测。

技术方案：本发明提出一种桥梁拉索索力检测装置，包括索体、机械锚固在索体一端的锚杯和固定在锚杯的耳板；所述耳板上开有耳板销孔；

还包括固定在桥梁梁体上的两个叉耳，所述两个叉耳分别置于所述耳板的两侧，每个叉耳上开有叉耳销孔；

所述耳板通过销轴与两个叉耳连接，所述销轴依次穿过两个叉耳销孔及耳板销孔；

还包括扭矩加载装置，扭矩加载装置用于向销轴施加转动扭矩。

进一步，所述扭矩加载装置为扭力扳手。

进一步，所述销轴的一个端头是多边形。

进一步，所述耳板、两个叉耳和销轴置于润滑油箱中。

一种桥梁拉索索力检测装置的检测方法，包括如下步骤：

S1、在试验室，向与待测拉索同一型号的拉索索体上施加拉力F₁，并采用扭矩加载装置与销轴相连，并逐步加载，直至销轴开始转动，记录此时的转动扭矩T₁；

S2、在试验室在索体上施加拉力F_n，并采用扭矩加载装置与销轴相连，并逐步加载，直至销轴开始转动，记录此时的转动扭矩T_n，其中n≥2；

S3、通过上述数据，标定索体的拉力F与销轴的转动扭矩T之间的拟合函数关系，得到F=f(T)；

S4、在实际进行拉索索力检测时，采用扭矩加载装置与销轴相连，并逐步加载，直至销轴开始转动，记录此时的转动扭矩T，将转动扭矩T代入步骤三的F=f(T)中，得到实际拉索索体的索力F。

有益效果：本发明通过实验获得拉索索力与销轴的转动扭矩之间的函数关系，在实际检测拉索索力时，通过测得的销轴实际转动扭矩，代入函数关系式则可计算出实际拉索索力，检测装置结构简单、施工方便，可实现拉索索力快速检测。

附图说明

图1为本发明的拉索结构示意图；

图2为本发明的拉索锚固正视图；

图3为本发明的拉索锚固侧视图；

图4为本发明的叉耳结构示意图；

图5为本发明的销轴受力示意图；

图6为本发明的索力检测装置结构示意图。

具体实施方式

如图1至图6，本发明提出一种桥梁拉索索力检测装置，包括索体1、锚杯2、耳板3、两个叉耳6、销轴5和扭矩加载装置8。

索体1的一端通过机械锚固的方式锚固在锚杯2内；耳板3与锚杯2通过螺栓或销钉连接的方式连接，耳板3上开有耳板销孔4。索体1的另一端固定在桥梁的索塔或塔柱上。

两个叉耳6固定在桥梁梁体上。所述两个叉耳6分别置于所述耳板3的两侧，每个叉耳6的一端固定，每个叉耳6上开有叉耳销孔7；销轴5依次穿过一侧的叉耳销孔7、耳板销孔4和另一侧的叉耳销孔7，将叉耳6和耳板3连接；扭矩加载装置8与销轴5连接并施加扭矩。

如图5，拉索索力是通过销轴5进行传递的，销轴5表面受到很大的拉力。

所述扭矩加载装置8为扭力扳手。

所述销轴5的一个端头是多边形，方便与扭矩加载装置8相连。

所述耳板3、两个叉耳6和销轴5置于润滑油箱中，以保证各部分之间摩擦系数不随外界环境变化。

根据力学基本原理，要转动销轴5，必须克服销轴5与两个叉耳销孔7之间的静摩擦力，加上销轴5与耳板销孔4之间的静摩擦力，而静摩擦力和拉索索力之间存在对应关系。因此，可根据材料截面特性和结构特征，获得拉索索体1索力F与扭矩T之间的关系。

一种拉索索力检测方法，包括如下步骤：

S1、在试验室，向与待测拉索同一型号的拉索索体1上施加拉力F₁，并采用扭矩加载装置8与销轴5相连，并逐步加载，直至销轴5开始转动，记录此时的转动扭矩T₁；

S2、在试验室在索体1上施加拉力F_n，并采用扭矩加载装置8与销轴5相连，并逐步加载，直至销轴5开始转动，记录此时的转动扭矩T_n，其中n≥2；

S3、通过上述数据，标定索体1的拉力F与销轴5的转动扭矩T之间的函数关系，F=f(T)；

S4、在实际进行拉索索力检测时，采用扭矩加载装置8与销轴5相连，并逐步加载，直至销轴5开始转动，记录此时的转动扭矩T，将转动扭矩T代入步骤三的F=f(T)中，得到实际拉索索体1的索力F。

Claims (5)

1.一种桥梁拉索索力检测装置，其特征在于：包括索体、机械锚固在索体一端的锚杯和固定在锚杯的耳板；所述耳板上开有耳板销孔；

还包括固定在桥梁梁体上的两个叉耳，所述两个叉耳分别置于所述耳板的两侧，每个叉耳上开有叉耳销孔；

所述耳板通过销轴与两个叉耳连接，所述销轴依次穿过两个叉耳销孔及耳板销孔；

还包括扭矩加载装置，扭矩加载装置用于向销轴施加转动扭矩。

2.根据权利要求1所述的桥梁拉索索力检测装置，其特征在于：所述扭矩加载装置为扭力扳手。

3.根据权利要求2所述的桥梁拉索索力检测装置，其特征在于：所述销轴的一个端头是多边形。

4.根据权利要求1所述的桥梁拉索索力检测装置，其特征在于：所述耳板、两个叉耳和销轴置于润滑油箱中。

5.一种根据权利要求1至4任一桥梁拉索索力检测装置的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、在试验室，向与待测拉索同一型号的拉索索体上施加拉力F₁，并采用扭矩加载装置与销轴相连，并逐步加载，直至销轴开始转动，记录此时的转动扭矩T₁；

S2、在试验室在索体上施加拉力F_n，并采用扭矩加载装置与销轴相连，并逐步加载，直至销轴开始转动，记录此时的转动扭矩T_n，其中n≥2；

S3、通过上述数据，标定索体的拉力F与销轴的转动扭矩T之间的拟合函数关系，得到F=f(T)；

S4、在实际进行拉索索力检测时，采用扭矩加载装置与销轴相连，并逐步加载，直至销轴开始转动，记录此时的转动扭矩T，将转动扭矩T代入步骤三的F=f(T)中，得到实际拉索索体的索力F。

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