【正文】 工過程中比較準(zhǔn)確地了解索力的實際狀態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)牧繙y方法和儀器，并設(shè)法消除現(xiàn)場量測中各種因素的影響非常關(guān)鍵。 迄今為止 ,可供現(xiàn)場測定索力的方法主要有 7種：①電阻應(yīng)變片測定法；②拉索伸長量測定法；③索拉力垂度關(guān)系測定法；④壓力表測定法；⑤壓力傳感器測定法；⑥頻率法；⑦磁通量法 方法① ~③ 從理論上是可行的，但實施會遇到較多的實際問題，一般不予采用；方法④ ~⑤ 測定拉索張拉過程的索力變化較為方便，但不能測定成橋后索力；方法⑥ ~⑦ 既可測定拉索張拉過程的索力變化，又可測定成橋后索力。 1．壓力表測定法 由于千斤頂?shù)膹埨透字械囊簤汉蛷埨τ兄苯拥年P(guān)系，所以只要通過精密壓力表或液壓傳感器測定油缸的液壓，就可求得索力。 使用 ～ ，并事先通過標(biāo)定，求得壓力表所示液壓和千斤頂張拉力之間的關(guān)系，則利用壓力表讀數(shù)測定索力。這種方法簡單易行，是施工中控制索力最實用的方法，其精度可達(dá) 1%～ 2%。 2．壓力傳感器測定法 張拉時，千斤頂?shù)膹埨νㄟ^連接桿傳到拉索錨具，如果在連接桿上套一穿心式壓力傳感器，張拉時處在千斤頂張拉活塞和連接桿螺母之間的傳感器，在受壓后就輸出電訊號，于是就可在配套的二次儀表上讀出千斤頂?shù)膹埨Α? 為了減小傳感器的高度，常采用孔幅式或輪輻式傳感器。這類傳感器應(yīng)當(dāng)專門設(shè)計，并由專業(yè)工廠制作，方可收到良好的效果。這種方法精度可達(dá) %～ %。 3．頻率法 （ 1）方法簡介 頻率法是利用精密拾振器，拾取拉索在環(huán)境隨機(jī)振動、人工激振或激振器激振下的振動信號，經(jīng)過濾波、放大和頻譜分析，再根據(jù)頻譜圖來確定拉索的自振頻率，然后根據(jù)自振頻率與索力的關(guān)系確定索力。用頻率法測定索力，設(shè)備可重復(fù)使用?，F(xiàn)有的儀器及分析手段，測定頻率精度可達(dá)到 。 （ 2）測試原理 頻率法測量索力過程包含三項內(nèi)容： ①測量索結(jié)構(gòu)的自振頻率 ；②索力 — 頻率關(guān)系即 曲線的擬合（圖 14）；③把實測值代入 中，得到實測索力。 TT39。T(f)f39。 f(2)(3)(1)圖 14 頻率法測索力原理 )(fTT ?)(fTT ?f3．頻率法 根據(jù)弦振動理論 ， 當(dāng)張緊索抗彎剛度可忽略時 (柔性索 )， 其動力平衡方程為： 式中 y—— 橫向坐標(biāo) (垂直于索的長度方向 )； x—— 縱向坐標(biāo) (索的長度方向 )； m—— 單位索長的質(zhì)量； g—— 重力加速度； T—— 索的張力； t—— 時間。 若索的兩端為鉸結(jié)時，可得： 式中 fn —— 索的第 n階段自振頻率； L—— 索的長度； n—— 振動階數(shù)。 f2222 0m y yTg t x??? ? ???2224nmLTfng?3．頻率法 近年來國內(nèi)對頻率法測定索力進(jìn)行了大量的研究，對拉索的抗彎剛度、支承條件、斜度、垂度以及拉索的初應(yīng)力等影響索力的因素進(jìn)行了分析研究。 當(dāng)索的抗彎剛度不能忽略 (即剛性索 )，且索的兩端為鉸結(jié)時， 22 24 nm L f n E ITn g L??式中 —— 索的抗彎剛度。 EI1）抗彎剛度和邊界條件的影響 對斜拉橋而言，索長一般大于 40 m，兩種邊界條件下計算的索力一般相差不超過 5 %。細(xì)長拉索不計抗彎剛度時求得的索力比計入抗彎剛度時偏大，但不會超過 3%，對于長度小于 40m的斜拉索和系桿拱的吊桿有可能超過 5%，此時應(yīng)計入抗彎剛度的影響。 3．頻率法 2)斜度的影響 實際斜拉索均存在一定的斜度，亦即兩端不等高。分析結(jié)果表明，拉索的斜度影響可以忽略。 3)垂度的影響 島田忠幸通過由振動引起的拉索張力變化的影響，引入?yún)?shù) Г： 研究表明： 垂度對對稱振型固有頻率的影響比較大；當(dāng)時 ，拉索垂度的影響較小。即使 ， 對于反對稱振型，拉索垂度和由振動引起的拉索的張力改變對拉索張力的影響亦很小，但對超長索，垂度的影響較大，索力測試時須考慮垂度的影響。 理論分析知拉索初應(yīng)力較小時計算索力應(yīng)計入垂度的影響。斜拉橋施工中斜拉索都要經(jīng)過幾次張拉。第一次初應(yīng)力較小，垂度較大、垂度對實測低階頻率影響較大，為了減小垂度對實測索力的影響，建議采用 4階以上頻率計算索力。 c o s128 3 ????????EAdm g l EIHl /??3??3??3??第九講 振動測量儀器 拾振器除應(yīng)正確反映結(jié)構(gòu)物的振動外，還需不失真地將位移、加速度等振動參量轉(zhuǎn)換為電量，輸入放大器。轉(zhuǎn)換的方式很多，有磁電式、壓電式、電阻應(yīng)變式、電容式、光電式、電渦流式等等。 1）磁電式拾振器 基于磁電感應(yīng)原理，能線性地感應(yīng)振動速度，它適用于實際結(jié)構(gòu)物的振動測試，缺點是體積大而重，有時會對被測系統(tǒng)產(chǎn)生影響，使用頻率范圍較窄； 2）壓電晶體式傳感器 體積小，自重輕，自振頻率高，適用于模型試驗； 3）電阻應(yīng)變式傳感器 低頻性能好，放大器采用動態(tài)應(yīng)變儀； 4）差動電容式傳感器 抗干擾力強，低頻性能好，和壓電晶體式同樣具有體積小、重量輕的優(yōu)點，但其靈敏度比壓電晶體式高，后續(xù)儀器簡單，因此是一種很有發(fā)展前途的拾振器； 5）機(jī)電耦合伺服式加速度拾振器 ，由于引進(jìn)了反饋的電氣驅(qū)動力，改變了原有質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的自振頻率，因而擴(kuò)展了工作頻率范圍，同時提高了靈敏度和量測精度，在強振觀測中，已經(jīng)有代替原來各類加速度拾振器的趨勢。 目前，國內(nèi)應(yīng)用最多的拾振器多為慣性式測振傳感器，即磁電式速度傳感器和壓電式加速度傳感器。 石家莊鐵道學(xué)院土木工程分院結(jié)構(gòu)實驗室概況 結(jié)構(gòu)實驗室成立于 1986年，是學(xué)院橋梁工程、隧道工程、道路與鐵道工程、工業(yè)與民用建筑等土建專業(yè)科研與教學(xué)實驗的主要基地。實驗室具有裝備精良的橋梁檢定、現(xiàn)場試驗和施工監(jiān)控儀器設(shè)備以及舊橋評估測試設(shè)備。在科研、設(shè)計、監(jiān)理、施工監(jiān)控、現(xiàn)場試驗、工程質(zhì)量檢驗、舊橋狀態(tài)及壽命評估和加固、質(zhì)量事故分析等方面有相當(dāng)豐富的理論和實踐經(jīng)驗，是石家莊鐵道學(xué)院橋梁隧道工程碩士學(xué)位授予點。結(jié)構(gòu)實驗室現(xiàn)有建筑面積 2022m2，擁有各種高精密儀器1000多臺件，設(shè)備總資產(chǎn)達(dá) 1800萬元?，F(xiàn)有研究人員 13人（教授 2人、副教授 3人，講師 4人，其他人員 4人），在研究人員中博士 3人，碩士 5人，碩士研究生 5名。經(jīng)過全體實驗人員十幾年的艱苦努力，現(xiàn)在結(jié)構(gòu)實驗室已能夠進(jìn)行： 1）混凝土橋和鋼梁橋及模型結(jié)構(gòu)的靜力、動力性能試驗和技術(shù)咨詢； 2）各種大型橋梁結(jié)構(gòu)的施工監(jiān)控和運營期間的健康監(jiān)測； 3）各種新、舊橋梁結(jié)構(gòu)的評估與加固； 4）樁基檢測； 5）預(yù)應(yīng)力孔道摩阻測試； 6）軌道、道床等現(xiàn)場試驗與測試； 7）結(jié)構(gòu)振動、沖擊及疲勞試驗等等?？蔀橛嘘P(guān)土建行業(yè)的企、事業(yè)單位的科研、設(shè)計及施工現(xiàn)場提供強有力的支持和服務(wù)。具有國家計量認(rèn)證 CMA檢測資質(zhì)。 聯(lián) 系 人： 王 軍 文 劉 志 勇 聯(lián)系電話： 031187936436 031187935556 手 機(jī)： 13931895860 13131190722 Email：