磁通量传感器在宜宾长江大桥斜拉索监测中的应用

斜拉索是斜拉桥的核心构件,及时监控监测其在施工和运营期间的受力状态极其重要。基于磁弹效应测量原理的磁通量传感器,是一种新无损检测技术,可有效测量斜拉索的索力。介绍对宜宾长江大桥磁通量传感器监测系统及应用情况。     

斜拉桥索力测试新方法-磁通量法

该文介绍了一种新的索力测试方法－磁通量法，利用索力放置的电磁传感器，通过测量磁通量的变化来测定索力，这种方法可用于斜拉桥施工阶段的索力测定、预应力混凝土结构中钢筋应力，、锈蚀的测试，也可用于结构长期的安全监测。     

宁波明州大桥磁通量传感器智能拉索制作及应用

宁波明州大桥拉索安装施工中,为了确保施工质量和桥梁的运营安全,部分关键位置安装了磁通量传感器,其与联合开关箱、磁弹仪、GPRS无线传输等组成在线监测系统,对该桥的施工和运营状况进行实时监测.以该桥智能拉索制造为例,对磁通量传感器智能拉索的制作、标定、安装等进行介绍,为磁通量传感技术在桥梁缆索上的应用提供参考.     

体外预应力对在役悬臂梁桥静力特性影响研究

以某大跨度混凝土悬臂梁桥为背景,建立考虑裂缝"开合"效应和施工过程的三维实体有限元模型,通过环境振动法测得体外钢绞线束索力。讨论了体外有效预应力变化对结构静力特性的影响。结果表明,索力测试时采取的措施取得了较好效果,在现有索力变化水平下,结构压应力储备较高。     

黄龙带特大桥成桥索力测试

结合大广高速黄龙带特大桥的成桥索力测试,探讨使用频率法和磁通量法测量矮塔斜拉桥索力的测试原理和测试过程,以及两种方法的对比测试结果。测试结果表明:频率法和磁通量法的索力测试结果相近,利用简单方便、成本低廉的频率法监测矮塔斜拉桥的索力能够满足工程要求。     

坝陵河大桥结构安全监测系统测点设计

传感器系统是桥梁安全监测系统的重要组成部分,而监测项目和传感器测点布置又是传感器系统首要解决的问题,它决定了监测系统的实用性、有效性和经济性,以坝陵河大桥结构安全监测系统为依托,论述了桥梁安全监测系统监测项目选择依据、传感器测点布置的原则与方法,并对坝陵河大桥加劲梁变形监测、加劲梁应力监测、索力监测、动力特性监测等重点监测项目测点布置设计进行了详细阐述。     

基于光纤光栅测力环的桥梁拉索索力监测及温度补偿研究

索力的智能化监测对缆索承重体系桥梁的安全运营有重要意义。基于索力长期监测的要求,提出一种新型光纤光栅(FBG)测力环,采用螺栓固定光纤光栅应变传感器的方式达到其可更换的目的,设计测力环上下表面凸台结构,在减少传感器数量的同时提高了测试精度。通过理论和试验两方面对光纤光栅测力索力智能监测及其温度补偿进行深入研究,根据测力环放置于锚垫板与螺母之间受拉索作用时和在处于自由状态下其自身的温度效应一致的研究结论,推导计算公式实现拉索索力温度补偿。工程应用结果表明:新型的光纤光栅测力环具有较高的测试精度,并有效地实现了温度补偿,适用于桥梁拉索索力的长期监测。     

基于索力和振动特性监测的多跨空间异型刚梁柔拱组合桥梁安全韧性分析

对多跨空间异型刚梁柔拱组合体系无推力拱桥进行有限元建模分析,基于振动法对吊杆索力进行检测,通过理论索力与实测索力的对比,分析该类复杂结构桥梁索力的受力规律。同时,基于历年桥梁索力检测结果,研究索力随外部荷载改变时的变化特征,对桥梁索力在长期运营状态下的健康状态进行安全韧性分析。通过测试桥梁的自振特性,分析桥梁结构整体性能,为评价桥梁工作状况提供依据。     

钢绞线式斜拉索施工阶段的索力测试

结合四川宜宾长江大桥的现场监控,阐述了钢绞线式斜拉索的特点及频率法测量钢绞线斜拉索索力的基本原理.通过对索力简化公式的修正,准确地测出了索力值,其精度满足工程要求.研究成果对该类斜拉索的索力监测具有指导意义.     

等值张拉时基于振动法的平行钢绞线索索力测试分析

采用振动法对杭埠河大桥平行钢绞线索进行了索力测试,分析了平行钢绞线索的离散性、垂度和区域性接触对索力测试的影响,采用逐步扩大法模拟平行钢绞线索的离散性。讨论了拉索自振频率的确定、面内面外振动的振动特性以及不同拾振器放置位置时的实测信号特征。基于有限元方法建立平行钢绞线索及钢绞线-HDPE套管接触耦合模型,进行了平行钢绞线索振动特性分析。结果表明:振动法可以用于平行钢绞线索索力测试,索力计算时应尽量采用低阶频率;钢绞线间的离散性和索力不均匀性对拉索振动影响较小,拉索面内振动受施工影响较大,钢绞线面外振动频谱特征更为明显,低阶振动分量较多且易识别,利用面外振动可以更好地确定拉索自振频率;考虑HDPE套管质量,修正拉索线密度可提高索力测量精度。     

剩余强度广义应力与桥梁钢索的破断——论检测索力不能评定钢索的服役安全性

由于载荷及环境介质作用的随机性、共同性或耦合性以及协合效应等,桥梁钢索的服役破断是不确定的。导致钢索断裂的是损伤热点的广义应力;控制钢索断裂的是剩余强度。基于疲劳断裂理论、材料失效分析(所谓材料诊断学)、结构完整性科学建立的服役安全性评定准则:为实际的广义应力小于剩余强度。以检测索力计算的名义应力,与桥梁钢索的破断无直接关系;检测索力、设计准则,不能评定钢索的服役安全性。     

基于健康监测的武汉军山长江大桥重车过桥响应分析

武汉军山长江大桥为主跨460m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,2011年安装了健康监测系统。该桥通行多为重车,并时有超载现象出现。为了解重车过桥结构性能,评判重载对结构的影响程度,基于该桥上安装的健康监测系统,对2辆载重178t的重车先后通过该桥的主梁位移、桥塔偏位、主梁应力、索力进行了全程采集,并与有限元计算值、阈值进行对比分析。分析结果表明:桥梁空载状态和卸载状态下桥塔残余变形以及主梁残余变形和残余应力均较小,卸载后斜拉索振动幅值恢复正常,结构处于弹性状态,性能良好;重车过桥结构响应均在活载计算包络曲线内,重载对结构的影响很小,结构无损伤发生;结构响应实测值与计算值吻合较好。     

基于索长迭代法的斜拉桥合理施工阶段索力研究

为解决钢绞线斜拉索无应力长度缺失带来的施工控制难题,提高大跨度斜拉桥施工控制的高效性,将单根索内钢绞线视为整体,基于无应力状态基本原理,根据拉索张拉前结构状态与拉索目标无应力长度,提出了求解斜拉桥合理施工阶段索力的索长迭代法,并基于北盘江大桥实际施工流程,分别采用索长迭代法和索力控制法进行了正装分析。结果表明:在实际施工流程计算中,索长迭代法可很好地自适应施工工序和临时荷载的改变,通过索长迭代法得到的标高、索力与目标状态的最大差值分别为20. 3 mm、25. 2 kN,状态差值均较小且随着悬臂长度的增加状态差值最终都得以收敛;而采用索力控制时,成桥状态的偏差均较大,与目标线形、索力的最大差值达到了523. 9 mm、380. 7 kN,体现了索长迭代的实用性、优越性     

光纤光栅测力环在悬索桥索力监测中的应用

桥梁索力监测一直是工程界亟待解决的难题。现有检测手段仅能用于短期测试,无法满足工程长期测试需求。提出了一种基于光纤光栅传感技术的差动式结构的测力装置—光纤光栅测力环,该装置运用了光纤光栅传感新技术和差动式结构设计,解决了索力长期监测的技术瓶颈,即信号的远距离传输和温度补偿。试验研究表明,该测力环信号传输距离超过10 km,温度补偿误差不超过满量程的0.1‰/℃,而且测量精度高,长期稳定性好,可以实现索力的分布式测量。该装置应用于阳逻悬索桥的锚跨索力测量,安装使用方便,实现了索力的远程、长期、实时在线监测,满足了工程测试需求。     

基于视频亚像素模板匹配算法的索力试验

针对索结构的索力测试，基于室内试验对比了计算机视觉方法和传统加速度传感器方法，探讨了计算机视觉方法的适用性。研究采用伺服静载锚固试验机张拉单根斜拉索钢绞线，简化模拟索张拉受力状态，通过相机摄影的非接触测量方法测量拉索动态响应，结合亚像素模板匹配算法识别拉索动态变形、基频和索力，并与传统的加速度传感器测试结果进行对比。研究结果表明，计算机视觉方法识别的拉索振动频谱峰值明显，基频识别结果与加速度传感器测试结果基本一致，索力识别结果与实测值相比最大误差不超过6%，具备开展实际结构索力测试的能力。     

基于无应力长度目标的平行钢绞线斜拉索张拉方法

为改善斜拉桥平行钢绞线拉索以索力控制张拉时需多次重复张拉的复杂操作工序,并减少由此产生的累计误差,同时使得张拉完成后每股钢绞线拉力分布更均匀,选择以钢绞线的无应力长度作为控制张拉的对象,设计了以无应力长度控制钢绞线逐根一次张拉到位的施工方案,并对其进行优化。考虑拉索的几何非线性,建立单根钢绞线的几何状态方程,确定其在目标索力下控制张拉的无应力长度;在实际施工中以该无应力长度控制张拉单根钢绞线,运用分阶段局部寻优的数值方法,考虑实际施工误差和塔、梁变形等因素,对实际施工索力与设计目标索力之间存在的误差进行修正,寻求对应实际工况的控制张拉无应力长度,以实现一次张拉到位、张拉完成后每根钢绞线拉力相等且成桥索力也更精确的目的;最后,通过计算机仿真算例模拟实际工况进行验证。结果表明:对给定的设计成桥目标索力,采用无应力长度控制张拉方案可一次张拉到位,考虑施工误差进行优化后控制张拉的无应力长度与对应实际工况的无应力长度相差较小,经过二次优化后,施工张拉索力与设计目标索力的相对误差为0.72%,且张拉完成后每根钢绞线拉力相等,满足施工要求;相关计算程序经固化后嵌入智能千斤顶可用于斜拉索张拉施工。     

斜拉桥拉索健康监测技术综述

拉索是斜拉桥的主要传力结构,索的健康状态将直接决定着桥梁的正常运营.现系统阐述了基于压力传感器的索力监测法、基于振动频率的索力监测法、基于电磁传感器的索力监测法、光纤光栅监测法及声发射监测法等几种主要的拉索健康监测技术的基本原理,并对其适用性进行了讨论,为斜拉桥拉索健康监测提拱了有力依据.     

倒退分析法确定拉索中钢绞线的张拉力

提出使用倒退分析法得到每根钢绞线的初张力.通过分析各次钢绞线张拉后及张拉前的状态,推导出各阶段拉索应力的相互关系,可以由最后一个阶段的拉索应力逐步计算出每根钢绞线的初张力.通过使用该方法对金婺大桥单根换索过程的模拟表明:在拆索的过程中剩余钢绞线的拉力是增大的;在张拉的过程中,已有钢绞线的拉力是减小的.通过使用倒退分析法得到的钢绞线初张力进行换索,可得到均匀的、闭合的索力,即换索前后,结构的状态没有发生变化.利用倒退分析法.不仅可以计算新建桥梁拉索中每根钢绞线的初张力,还可以确定旧桥换索过程中每根钢绞线的张拉力.     

斜拉桥索力参数识别与测试评价

桥梁运营健康监测系统中个别斜拉索索力超出设计理论值,本文重新复算了索长、索密度等参数,并对桥梁部分斜拉索进行索力测试,进一步明确斜拉索实际受力状况,为下一步维修处置提供依据,并可为同类型斜拉桥索力测试参数取值提供借鉴。     

荆岳长江公路大桥索塔锚固区实桥受力机理试验研究

湖北荆岳长江公路大桥主桥为(100+298)m+816m+(80+2×75)m双塔混合梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢牛腿+钢锚梁结构。为掌握斜拉索索力在实桥索塔锚固区结构上的响应和受力机理,在该桥成桥荷载试验阶段选择南塔第26节段进行了试验测试。通过测试钢锚梁、钢牛腿的应力和变形,并与同节段索塔锚固区节段模型试验结果进行比对分析。结果表明:在试验荷载作用下,试验节段实测索力增量与理论索力增量相差不大;在相同索力增量下,实桥锚固区的应力测试值、钢锚梁的水平力和竖向力荷载承担比例均比节段足尺模型试验值略小,二者的应力分布规律基本一致,这些试验监测数据可供今后类似桥梁设计时参考。