桥梁张力的检测

升拓技术—桥梁张力的检测升拓资料库—X—预应力综合检测03走进升拓感受未来sensingthefuture028-68611518四川升拓检测技术有限责任公司1桥梁张力的检测（四川升拓检测技术有限责任公司，四川成都610045）摘要：斜拉桥、吊桥和中、下承式拱桥、幕墙、大跨度屋顶等结构以其良好的跨越能力和优美的造型受到设计者青睐。在其施工及成桥后的维护中，拉索与吊杆的张力测试将贯穿整个过程。关键词：桥梁张力检测，桥梁预应力检测，无损检测，张力检测采用预应力张力技术是在预应力建设中的常用方法，并做为确保预应力施工质量的重要手段，是混凝土梁桥施工质量和工期的关健。斜拉桥、吊桥和中、下承式拱桥、幕墙、大跨度屋顶等结构以其良好的跨越能力和优美的造型受到设计者青睐。在其施工及成桥后的维护中，拉索与吊杆的张力测试将贯穿整个过程。目前国内外常用的索力测试方法有以下几种：1)油压表法：由张拉系统上经过标定的油压表直接读出张力；2)传感器法：在拉索或吊杆锚头与垫板之间放置压力传感器测定其张力；3)频率法：测取拉索或吊杆自振频率后根据张力与自振频率之间的关系算得张力；4)磁通量法：在拉索或吊杆中放置电磁传感器，通过其磁通量的变化来测定张力。上述几种测试方法中，现阶段以频率法最为经济、实用，因而应用最为普遍。本技术体系也以构件的自振频率为基础。测试方法和原理空置锚索、拉杆/吊杆大体可以分为两类，即1）均质结构：锚索、拉杆本身均质2）层状结构：锚索外部有外壳保护层。这两种对象的测试方法有一定的区别。基本理论对于空悬和张紧的锚索、拉杆/吊杆(其垂度影响忽略不计时)，其横向振动可以用轴力作用下两端固结粱的振动模型来模拟。升拓技术—桥梁张力的检测升拓资料库—X—预应力综合检测03走进升拓感受未来sensingthefuture028-68611518四川升拓检测技术有限责任公司2锚索的张力T（单位为N）与其第N阶横向自振频率Nf的关系可以表示如下：2222224LNEINfLTN其中，L为锚索自由部分的长度（计算长度，略短于实际长度，单位为m）；为锚索的线密度，即单位长度的质量（kg/m）；EI为锚索的抗弯刚度（N·m2）自由锚索张力与自振频率间的关系当抗弯刚度较小（如锚索）且其长度较长时，式中第2项趋近于0，其可退化为弦振动理论。主要影响因素在实际的测试中，以下影响因素要注意：1）边界条件的影响以及计算长度的确定2）测试频率的阶数的确定3）阻尼器的影响4）外壳的影响，包括外壳承担的张力，振动频率的影响等在本系统中，综合地考虑了以上各种因素：1）不仅考虑了拉杆抗弯刚度的影响，而且可在一定程度上自动修正边界条件的影响[2]；拉杆传感器低张力下，弦的固有振动频率低高张力下，弦的固有振动频率高升拓技术—桥梁张力的检测升拓资料库—X—预应力综合检测03走进升拓感受未来sensingthefuture028-68611518四川升拓检测技术有限责任公司32）自动修正阻尼器的影响[3]；3）通过对自由（不受拉）状态下外壳振动模态的计算，可以分离外壳与内部钢绞线的振动频率，同时也可以测试外壳的受力状态。拉杆填充的形式模型试验均质拉杆模型试验（沈阳远大、2012年6月）1）试验概要测试对象为幕墙不锈钢拉杆，千斤顶内径足够大，没有束缚预应力拉杆。拉杆张力测试的情景2）计算参数及结果张力解析参数拉杆弹模直径长度长度修正系数线密度边界修正200GPa3cm1.90m0.965.5kg/m自动外壳/填充密实外壳/填充不密实无外壳/填充密实升拓技术—桥梁张力的检测升拓资料库—X—预应力综合检测03走进升拓感受未来sensingthefuture028-68611518四川升拓检测技术有限责任公司4张力测试验证结果（单位：KN）次数12345千斤顶值61111134150200测试值60.1116.0134.3143.0192.5相对误差0.17%4.50%0.22%-4.67%-3.75%拉杆张力测试的典型波形和解析结果多股钢绞线模型试验（甘肃兰州、2012年7月）应甘肃省交通科学研究院有限公司邀请，我们对实验室内钢绞线索力进行了测试，对象为多股钢绞线，张拉采用锚固静载机，分级张拉。拉杆张力测试的情景升拓技术—桥梁张力的检测升拓资料库—X—预应力综合检测03走进升拓感受未来sensingthefuture028-68611518四川升拓检测技术有限责任公司5测试结果一览表预设值（KN）27.054.072.0测试值27.451.670.2相对误差%1.5%4.4%2.5%