[发明专利]一种缆索弹性模量测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种缆索弹性模量测量装置，其特征在于：包括悬索桥主缆索(3)，所述悬索桥主缆索(3)上间隔设置有多组测量装置(1)，每个测量装置(1)的前部均安装有测量基准装置(2)，每三组测量装置(1)和测量基准装置(2)构成一个测量系统；每个测量系统接入采集系统，同时采集悬索桥主缆索(3)从初始试验载荷到最终试验载荷过程中三个不同区间长度变化信号，采集系统计量后可根据测量装置检测到的长度变化信号的特征参数-电压值直接显示输出长度变化值，根据长度变化值和试验载荷值可计算出主缆索三个区间的弹性模量，悬索桥主缆索(3)的弹性模量为三个区间弹性模量平均值；所述测量装置(1)的结构为：包括底板(105)，所述底板(105)成直角形结构，所述底板(105)上通过第一螺栓(102)安装有传感器(101)，所述传感器(101)的侧部有延伸有拉线(103)，所述底板(105)的一条直角边的外侧中部通过第二螺栓(104)安装有上半卡箍(107)，所述上半卡箍(107)的下方连接与其配合的下半卡箍(106)，所述上半卡箍(107)和下半卡箍(106)的两端分别通过第三螺栓(108)锁紧，上半卡箍(107)和下半卡箍(106)中部围成六边形空腔，并在空腔边缘设置有第一刀口(109)；位移传感器拉线在主缆索轴向方向上呈间隔120度分布；传感器(101)为拉线式电阻位移传感器；所述测量基准装置(2)的结构为：包括上半紧固卡箍(203)，所述上半紧固卡箍(203)的下方连接有与其配合的下半紧固卡箍(204)，上半紧固卡箍(203)和下半紧固卡箍(204)的两端分别通过第四螺栓(206)锁紧，所述上半紧固卡箍(203)和下半紧固卡箍(204)的中部围成有六边形空腔，并在空腔的边缘设置有第二刀口(205)，所述上半紧固卡箍(203)和下半紧固卡箍(204)的一端面均匀间隔分别有多个拉线固定器(202)，每个拉线固定器(202)的中部开有拉线孔(207)，每个拉线固定器(202)的上部安装紧定螺钉(201)。

2.如权利要求1所述的一种缆索弹性模量测量装置，其特征在于：每组测量装置(1)和测量基准装置(2)之间的间距为两米。

3.如权利要求1所述的一种缆索弹性模量测量装置，其特征在于：三个测量装置(1)在悬索桥主缆索(3)的轴向方向上呈间隔120度分布。

4.如权利要求1所述的一种缆索弹性模量测量装置，其特征在于：悬索桥主缆索(3)的截面成六边形结构。

5.一种利用权利要求1所述的缆索弹性模量测量装置的测量方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

第一步：在试验用的悬索桥主缆索(3)上每间隔两米距离安装一个测量装置(1)并分别接入采集系统，以采用同一测量基准顺次排列的三个测量装置(1)为一组测量系统阵列，三个测量装置(1)以第一测量装置、第二测量装置、第三测量装置的顺序排列，每个测量装置(1)的前面均安装测量基准装置(2)，所述测量基准装置(2)按相同的间隔距离安装；

第二步：三个测量装置(1)分别同时采集悬索桥主缆索(3)从初始试验载荷到最终试验载荷过程中三个不同区间长度变化信号；

第三步：采集系统计量后可根据测量装置(1)检测到的长度变化信号的特征参数-电压值直接显示输出长度变化值；

第四步：第一测量装置与测量基准装置(2)之间的弹性模量E1计算公式为：

其中：P2为最终试验载荷值，一般取0.5Pb(Pb为缆索最小破断载荷)；

P1为初始试验载荷值，一般取0.2Pb(Pb为缆索最小破断载荷)；

Lcp1为初始载荷时第一测量装置与测量基准装置(2)之间的距离；

ΔLp1为从初始试验载荷到最终试验载荷第一测量装置与测量基准装置(2)之间索长的伸长量；

A为主缆索的公称截面积；

第五步：按照上述相同的方法可求得第二测量装置与测量基准装置(2)之间的弹性模量E2和第三测量装置与测量基准装置(2)之间的弹性模量E3；

第六步：悬索桥主缆索(3)的弹性模量E计算公式为：