[实用新型]基于振弦式表面应变计的拉索内力测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量拉索内力的装置，特别是涉及弦支结构的测量拉索内力的装置。

背景技术

预应力钢结构已普遍应用于各类大型公共建筑，拉索作为大多数预应力钢结构中的核心构件，其内力的数值对于整个结构的性能有至关重要的影响，一方面，在结构不同的施工阶段，索力应达到不同的控制值，同时索力达到设计值的过程会对结构的工作性能有决定性的影响，因此施工阶段的拉索内力监测极为重要；另一方面，在结构的使用阶段，拉索会发生松弛和预应力损失，从而对结构的安全性能产生不利影响，因此使用阶段的索力监测也有重要意义。综上所述，对预应力钢结构中的拉索内力进行监测控制有着极为重要的意义。

索力的快速精确测量一直是工程师急切想要解决的问题，许多学者对索力测量进行了大量的研究和探索，目前的索力测量方法主要分为以下两大类：(1)直接方法，包括千斤顶油压表法、压(拉)力传感器法、三点弯曲法、磁通量法(EM法)。其中千斤顶油压表法通过测量张拉千斤顶的油压来确定索力，操作简便，但仅适用于张拉施工阶段；压(拉)力传感器法通过在拉索上串联穿心压(拉)力传感器来测量拉索索力，该方法精度高，但传感器成本高、使用条件要求高，同时传感器自重较大，且输出结果存在漂移，在实际工程及试验研究中应用并不广泛；三点弯曲法基于拉索在面外力下的响应进行索力测量，该方法操作简便，但仅适用小截面和低预应力拉索；磁通量法(EM法)基于拉索磁导率随内力发生变化的原理，采用电磁传感器测定索力，该方法简便易行、适用性强、稳定可靠，适用于施工和使用阶段，但精度方面无法达到理想效果，同时成本较高。(2)间接方法，包括振动波法、振动频谱法。其中振动波法影响因素多、不够成熟，适用于架空的电缆或绳缆；振动频率法基于拉索的自振频率与索力之间存在相关性这一原理进行索力测量，该操作简单、成本低，适用于施工阶段和使用阶段，但该方法的测量精度主要由两个方面控制，第一个方面是拉索振动特性的测量，第二个方面是索力与拉索自振特性的关系，第二个方面中，拉索的抗弯刚度与索段边界条件的识别会对精度产生影响，然而对于弦支结构而言，索段一般较短，边界条件难以准确识别，同时拉索的抗弯刚度方面的研究较少，实际测量多采用粗略的估算，以上几个方面都会对该方法的精度产生较大的影响。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提出一种既经济易行又能保证一定的测量精度的拉索内力测量装置。本实用新型采取如下技术方案：

一种基于振弦式表面应变计的拉索内力测量装置，包括4个半圆形钢套环，两个振弦式表面应变计，钢套环的直径应与拉索的直径相匹配，其特征在于，4个半圆形钢套环两两配套，置于索体上，在各个钢套环内侧与索体外表面之间设置有用于将钢套环粘贴到索体上的结构胶，配套的半圆套环之间利用螺栓紧固，并应留有一定的空隙，以便在拉索受拉截面收缩时能协同变形，两个振弦式表面应变计分别位于索体的两侧，并固定连接至位于同侧的钢套环上。

本实用新型有以下优点：(1)本装置仅需要振弦式表面应变计、钢套环以及螺栓即可进行测试，制作简易，操作方便，施工现场极易实现，此外，相比其他测试方法，本测试装置制作成本较低，具有较好的经济性；(2)本装置与索体连接可靠，变形协调性较好，通过钢套环和对称设置的两个振弦式表面应变计，可以获得索体较为全面的变形情况，进而可以获得索体截面整体的内力，具有较高的精度。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为图1的B-B剖面图。

图中：1-振弦式表面应变计，2-钢套环，3-紧固螺栓，4-拉索索体。

具体实施方式

为能进一步说明本实用新型的内容及特点，现配合附图详细说明其实施方式如下：

如附图1～3所示，本装置由钢套环2、振弦式表面应变计1以及紧固螺栓3组成。

钢套环2应根据拉索规格进行制作，其尺寸应与拉索索体4的尺寸一致，以保证钢套环2与索体4能实现紧密贴合，但两个半圆钢套环2应在连接处留有一定的空隙，因为拉索4受拉后截面收缩，如果两个半圆钢套环2完全紧密贴合，则钢套环2的圆形形状会很好地抵抗钢套环2的变形，有可能造成胶的拉裂，从而使得钢套环2不能与索体共同变形，而如果留有一定的空隙，则在两个半圆钢套环2连接处有空隙，未形成完整的圆形形状来抵抗变形，所以能较好的实现钢套环2与索体4的共同变形。