斜拉桥索力测试及应用
索力报告测试作业指导书
索力测试作业指导书1目的1.1为正确使用JMM-268索力动测仪，测试斜拉桥拉索、中承式拱桥吊杆等结构的索力，满足测试的准确性和精确，特编制此指导书。
2适用范围2.1斜拉桥拉索索力检测。
2.2中承式拱桥吊杆索力检测。
2.3预应力钢筋、钢丝拉力的测量。
3 引用标准和相关文件3.1《大跨径混凝土桥梁的试验方法》；3.2《市政桥梁工程质量检验评定标准》（CJJ2-90）；3.3《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）；3.4《公路斜拉桥设计规范（试行）》（JTJ 027－97）；3.5 JMM-268索力动测仪使用说明书。
4 工作程序和要求4.1测试原理根据张力弦振动公式F=式中F——弦的自振频率L——弦的长度ρ——弦的材料密度δ——弦的应力可知，明确了弦的材料和长度之后，测量弦的振动频率就可确定弦的拉力。
对于两端固定匀质受力的钢索也可近似作为弦。
钢索的拉力T 与其基弦F 有如下关系：2T KF = (4-2)式中 K ——比例系数F ——钢索基频T ——钢索拉力（kN ） n F F n = （4-3） 式中 n F ——主振动频率（Hz ）n ——主振频率的阶次因此，通过测量钢索的主振动频率，就可求出钢索的拉力。
4.2比例系数K 的确定4.2.1理论计算（4-4）式中 W ——钢索单位长质量（kg/m ）L ——钢索两嵌固点之间的长度（m ）4.2.2试验标定对钢索分级张拉。
通过张拉千斤顶和油表或其它装置，读取各级张拉力T ，用JMM-268索力动测仪测量各级拉力下钢索的基频F ，则比例系数K 可通过最小二乘法求出。
211P i Z i ii ZT K F===∑∑ （4-5） 式中 P ——张拉级数；Z——同一级的测量次数。
式（4-4）是作了如下假设后推导出来的：1）钢索是只能受拉而不能受弯、受剪，即只有抗拉钢度。
2）钢索质量在全长范围内是均匀的。
3）钢索振动时没有外力作用其上且横向位移极小。
斜拉桥索力测试方法
斜拉桥索力测试方法作者：项沛来源：《科技探索》2013年第04期1.引言索力测试无论是在斜拉桥的建设过程中还是在其日常维护检测中都具有举足轻重的地位。
索力是否处在合理的范围内将直接影响结构的整体受力状态和线形的平顺程度，所以对拉索的索力进行定时的测试是斜拉桥、下承式拱桥和悬索桥等带索桥梁日常维护的重要内容。
经实践验证，进行索力测试时，不同的测试方法和不同的工程也存在较大的差异，这是由于不同的索力测试方法所需的计算参数不能准确测定，不同工程也因其具有自身特点和各异的环境因素所致。
索力测试前必须选定合适的测试方法，考虑到影响测试精度的各种因素，例如影响振动法测试精度的因素有：仪器、计算模式、边界条件、索长、外界环境、斜度以及垂度等。
当这些因素在索力测试时如果处理不当则会对测试结果造成不小的误差。
所以，对不同的索力测试方法及其影响因素进行分析显得格外重要。
2.索力测试方法2.1千斤顶压力表测定法现阶段斜拉桥的施工现场，斜拉索均使用千斤顶张拉，其原理为：千斤顶张拉油缸中的液压和斜拉索的拉力有直接的关系，所以我们可以根据精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，然后就可根据液压反推出索力。
但此法现阶段还存在以下缺陷：（1）当拉索安装完成后，若还想用此法来测试索力将会变的十分困难和不便，工程量也很大。
（2）千斤顶在张拉过程中对拉索的锚杆螺纹会产生很大的损害。
（3）此法所得到的索力值只能代表张拉端的局部索力，不能代表整跟拉索的索力大小。
（4）在测试之前需要事先标定，如果标定粗糙，误差将会很难控制。
2.2 压力传感器测定法该方法一般与振动法联合使用，可作为对振动法测定索力结果的一种校核，已安装的传感器还可以在成桥后的运营阶段连续测定索力值，还适用于成桥后运营状态下的索力长期监控。
压力传感器测定法的原理是永久安装压力传感器在斜拉索的锚固端或张拉端，传感器的感应锚头的压力与斜拉索的索力成一定的比例关系，所以可通过传感器感应锚头的压力来反算斜拉索的索力，此法测量结果精度高，而且索力在索中的位置明确。
浙江某独塔斜拉桥检测报告ppt课件
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1112 1314
南（上游）
东
西
北（下游）
2.4 桥面裂痕成因分析
等效模型：塔梁 墩固结处为刚臂， 假定东侧支座有 单位沉降Δ =1， 由于短索接近塔 根部，相对于长 索刚度大，因沉 降产生的索力变 化较大，且主梁 弯矩是长索处最 大，故出现裂 痕……
3. 平安评价
2.2 桥面标高监测
标高整体 下移4.5cm
对比11年与03年北侧标高，可以看出西侧的标高普遍高于03年测得 值，甚至支座处也出现了抬高，这是与现实不符的，之所以出现这 种结果，是由于我们假设桥塔处的标高是不变的，所以必需改动这
一假设。我们将11年的标高线整体下移4.5厘米得到右图
2. 主 要 丈量成果
2.2 桥面标高监测
标高整体 下移4.5cm
从调整后的标高图可以看出东侧支座发生了沉降，这与现实是吻合的， 由于东侧是沙土地基，成桥多年后，桥台根底发生沉降，进一步对比
可以看出，南北侧沉降并不均匀，导致桥面标高南高北低。
2. 主 要 丈量成果
2.3 全桥裂痕检查
1413 121110 9 8 7 6 5 4 3 2 1
经过三次索力的对比分析，由上图可以看出：短索E3、E2、E1、W1相对于 03年调索后的索力有较大幅度的变化，部分缘由是短索对两端约束的敏感
性导致基频丈量难以准确，再者是索力确实有了一定程度提高。
2. 主 要 丈量成果
2.2 桥面标高监测
南（上游） S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1
3.1 计算机模型分析
将实测索力输入BAP 模型算得恒载内力
将所得恒载内力当作初始荷载代入 MIDAS模型，以03年调索后的索力 值为基准，如今的实测索力值与之 比较，即默许这个斜拉桥的其他参 数坚持不变，改动的只是索力值。
斜拉桥斜拉索索力测试方法综述
Ａ ｒ，（７ ｐｌ Ｘ ｉ２ ）
文章编号 ： ３１９（（７０一 １一 １ 一 ５２ ） ０ ８ ３ ） Ｘ （ ９ Ｘ ４ ０ ０ ）
斜拉桥斜拉索索力测试方法综述
刘志勇
（ 石家庄铁道学院 土木工程分院， 石家庄 ０加４ ） ５ ３
摘要 ： 文章介绍了 抖拉桥科拉索张拉和索力测试过程中， 常用的几种测试方法（ 压力表法、 压力传感器测
计算方法 ｝ 能量法 ｝ 力法 ｝ 有限元法 ｝ 积分法 简支梁
连续梁
３ ４ ｝３ ７ １ ２ ８ ０． ８ ０．５ ９．７ ８． １ ！ ７． ５ ３４ ９ ３１ ８．２ １６
多， 或者越接近于其真实挠曲线方程的位形模式时， 能 量法的计算精度就越高。按能量法求解无粘结预应力 筋的应力增量不但适用于直线配筋荷载对称的结构 ， 还适用于曲线配筋、 分段配筋 、 变刚度和任意荷载情况 下的结构， 对于解决超静定结构问题则会带来很大的 方便。很显然， 当求解超静定结构无粘结预应力筋的 应力增量时， 积分法和粘结降低系数法就显得无能为 力； 力法虽可以解决超静定结构问题， 但当超静定次数 较多或配筋和荷载情况较为复杂时， 用力法计算就非 常繁琐。与此相比， 能量法不但计算简单 ， 而且推导过 程清晰 ， 逻辑严密， 其计算结果也是很可靠的。
足设计要求， 需对斜拉桥的索力进行调整。而索力量 测效果将直接对结构 的施工质量和施工状态产生影 响， 要在施工过程中比较准确地了解索力的实际状态 ， 选择适 当的量测方法和仪器， 并设法消除现场量测 中 各种因素的影响非常关键。 迄今为止， 可供现场测定索力的方法主要有 ４ 种： ） １压力表测定法； 压力传感器测定法； 频率法； ） ２ ） ３ ） ４
斜拉桥索力检测磁通量法
斜拉桥索力检测磁通量法斜拉桥是一种通过索力将桥面悬吊在桥塔上的特殊桥梁结构，能够有效地减小桥梁自重，并且能够承受较大跨度的桥梁。
而为了确保斜拉桥的结构安全和稳定，需要对斜拉索力进行定期检测。
目前，斜拉桥索力检测常用的方法之一就是磁通量法。
磁通量法是一种应用电磁原理进行斜拉索力测量的技术。
它是基于法拉第电磁感应定律，通过测量磁感应强度的变化来求解斜拉索力。
具体的测量原理和步骤如下：1.原理：斜拉索力会导致桥墩中的变形，进而改变桥墩中磁线的通量密度。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，感应线圈中会产生电动势。
因此，通过测量感应线圈中的电动势变化，可以间接反映斜拉索力的变化。
2.测量步骤：-将感应线圈安装在桥墩上，并与测量仪器相连；-当索力产生变化时，桥墩中的变形会导致磁场的变化，产生感应电动势；-使用测量仪器测量感应电动势的变化，并记录数据；-根据测量数据计算出斜拉索力的变化。
磁通量法在斜拉桥索力检测中具有以下的优势和特点：1.无损检测：磁通量法不需要对桥梁结构进行改变或者破坏性的施工，可以实现无损检测。
这对于保护斜拉桥的结构完整性和安全性非常重要。
2.准确度高：通过精确测量感应线圈中的电动势变化，可以获得较为准确的斜拉索力变化。
这对于斜拉桥的运行和维护具有重要意义。
3.实时性好：磁通量法能够实时监测斜拉索力的变化，及时发现异常情况，提高了桥梁的安全性能。
4.适用性强：磁通量法适用于不同类型和不同材质的斜拉桥，具有较好的适用性。
然而，磁通量法也存在一些局限性和挑战：1.测量精度受限：由于磁通量法是间接测量方法，测量精度受到很多因素的影响，如磁场的均匀性、感应线圈的位置等。
因此，在实际应用中需要根据实际情况进行调整和修正。
2.设备要求高：磁通量法需要使用专业的测量设备，并且对设备的性能要求较高，包括感应线圈的选取、设备的灵敏度等。
3.用户技术要求高：磁通量法需要有一定的电磁原理和测量知识的用户来操作和解读测量结果。
钢绞线斜拉索索力监测与应用
钢绞线斜拉索索力监测与应用王先丽【摘要】Steel strand is the key component in the system of bridge stress,and the stress state or the size is an important index to evaluate the health condition of the cable bridge.Based on the principle and the main circuit structure of magneto elastic effect,the coupling relationship between stress and mag-netic flux and the characteristics of magnetic domain of steel strand is analyzed,and a typical sensor mag-netic circuit structure is proposed and the stress testing system of the steel wire is constructed.Then,the test system is applied to the cable force monitoringof a bridge and comparison its monitoring and design values,we can draw a conclusion that the two have a good consistency and the monitoring value is more accurate,it is shown that the steel strand stress monitoring system based on the magneto elastic effect has high precision and repeatability,it can meet the requirements of engineering construction quality and construction safety of the bridge cable,and can also provide reference for the cable force and deformation monitoring of the structure.%钢绞线是桥梁结构体系中的关键受力部件，钢绞线的应力状态是评价拉索桥梁健康状况的重要指标。
斜拉桥中的拉索拉力分析
斜拉桥中的拉索拉力分析斜拉桥作为一种现代桥梁结构设计，凭借其独特的外观和高度的耐力成为了现代城市的标志性建筑之一。
而在斜拉桥的结构中，拉索作为承担桥梁荷载的重要部分，其拉力的分析对于桥梁的设计和施工至关重要。
在斜拉桥中，支撑桥梁的主要力量通过吊塔传递到桥面，最终由拉索承担。
在拉索的设计过程中，我们要考虑到多个因素，如桥面荷载、风荷载以及自重等。
拉索需要能够承受这些力量，同时保持桥梁的结构稳定和安全。
拉索分析的第一步是计算每个拉索所承受的力量。
我们通常使用悬链线理论来进行这一计算。
悬链线理论将拉索的重力、张力和弯曲等因素都纳入考虑。
通过建立数学模型，我们可以计算出每个拉索所承受的拉力大小和方向。
然而，由于桥梁的荷载不仅仅是静力学力量，而且还包括动态荷载，我们需要考虑到拉索的振动问题。
振动会对拉索产生额外的力量作用，可能使其受到过大的拉力，影响桥梁的稳定性。
因此，在拉索设计中，我们需要进行动力学分析，以保证其能够抵御振动力量。
另外，斜拉桥的风荷载也是拉索设计中需要特别关注的问题。
由于桥梁的设计高度较高，风的作用会对拉索产生很大的力量。
在拉索的设计中，我们需要计算并考虑到各个方向上的风荷载，并将其作为额外的力量进行计算。
这可以通过风洞实验和计算机模拟来获得准确的数据，以确保拉索的设计合理。
除了荷载分析外，拉索的材料选择也是设计中需要考虑的重要因素。
拉索通常采用高强度钢缆，以保证其能够承受大的拉力。
在选择材料时，我们需要综合考虑强度、耐腐蚀性以及成本等因素，以找到最适合的材料。
最后，斜拉桥中的拉索还需要进行定期检查和维护，以确保其在使用过程中不会出现疲劳断裂等问题。
由于拉索处于高空环境中，检查和维护工作相对困难，因此需要精细规划和专业团队进行操作。
总而言之，斜拉桥中的拉索拉力分析是桥梁设计中的重要一环。
拉索的设计需要综合考虑荷载、振动、风荷载等因素，并选择合适的材料。
通过科学的分析和合理的设计，我们能够建造出坚固耐用的斜拉桥，为城市的发展和交通运输提供便利。
基于光纤测力环的斜拉桥索力监测技术研究及应用
基于光纤测力环的斜拉桥索力监测技术研究及应用【摘要】以荆岳大桥桥梁结构健康监测项目工程为项目背景，为满足工程环境的使用要求，基于光纤光栅传感技术原理，研制开发了差动式光纤光栅测力环。
其现场应用环节表明该产品性能稳定，长期可靠，满足工程应用要求，能够直接可靠的监测斜拉索受力工作状态。
【关键词】斜拉桥；索力；光纤光栅；测力环；监测1、引言斜拉索是斜拉桥桥的关键核心构件，长时间在主梁巨大拉力荷载作用下，斜拉索将产生长期变形，进而影响斜拉桥结构体系的受力分配。
为满足主塔及整个桥梁体系的稳定要求，在保证主梁自身稳定的基础上，斜拉索的索力与变形控制需在一定范围内。
在斜拉索成桥后开展斜拉索的索力监测对大桥的整体安全性至关重要，故对基于光纤光栅传感原理的测力环开展了研究，并进行了工程应用。
2、传感器结构设计2.1传感器传力机理斜拉桥桥的斜拉索作为结构的重要承重构件，运营期内一般不可更换，且其受力状态直接决定着大桥结构的安全性能，对其实施索力长期监测意义重大。
根据斜拉索的结构特点研究设计了一种新型测力装置——光纤光栅测力环。
其传力机理主是将测力环受到的外部压力通过沿弹性体环向周边布设的剪切传力部件转移悬臂梁结构。
应变式FBG传感器的两根光纤Bragg光栅被分别粘贴在悬臂梁的上下表面。
当测力环受到压力时，传至悬臂结构的荷载使得悬臂梁上下表面分别产生拉压应变，粘贴其上下表面的FBG产生同样的拉压应变，上下两个FBG 的中心波长将向相反的方向发生漂移，其差值可用来表征被测试的测力环压力。
2.2技术特点光纤光栅轴压测力环的结构形式决定了其必须在斜拉索施工期间安装于索锚垫板与锚板之间，故该种索力传感器监测模式是直接接触式。
它适合用于新建桥梁，与斜拉索同步安装；或者用于既有桥梁，在斜拉索换索阶段进行传感器的安装。
与其他的非接触式索力测量方法相比较，光纤光栅轴压式测力环对索力的测量更加准确。
差动式测力环实现了温度自补偿，消除了温度补偿引起的测量误差，无需温度补偿。
浅谈斜拉桥结构应力及斜拉索索力监测
状态 ，确保 主 桥成 桥 线形 符 合设 计 要 求 为成 桥 验收 做 好准 备 。
２ ． ２ 监测 结果分 析
以下仅列 出截面 １ － １ 的 应 力 测 试 结 果 ， 表 中 ：应 力 ＝ 应 变 ×Ｅ ｃ ；应 力 单位 为 ：ＭＰ ａ 压应力为 “ 一” ，拉 应 力 为 ” ＋ 差值 ＝ 实测值一 计 算 值 。结 合 表 １ 以及 其 余 截 面 的 应 力 测 试结 果表 明 ．所 有 测 点 的实 测 应 力 与计 算 应 力 吻合 较 好 ．辅助 支 墩 成 桥后 上缘 有较 小 的拉 应 力 ．其他 全 部 为压应 力 。
整个 施 工 过 程 是 个 力 学体 系复 杂 的 演 变 过程 。在 施 工 各 阶段 应 及 时测 试 应 力 、温 度 索 力 、支 座 反 力 及 标高 保 证 主 桥 索 、梁 、
塔 标 高 、应 力 、索 力 在设 计 控 制 范 围内 确 保 结 构 内力 处 于合 理
浅 谈 斜 拉 桥 结 构 应 力 及 斜 拉 索 索 力 监测
口 浙江省交通工程建 设集团有限公司市政分 公司 李嘉
■瞳 匿Ｉ 施工监控的重要性不言而喻， 只有在斜拉桥施工过程中通过对结构应力、索力等方面实施施工监 控，才能 保证
到 成 桥 线 形 、 索 力 和 应 力满 足 设 计 及 规 范要 求 。 本 文 通 过 结 合 灵 湖 大桥 为例 ，对 该 大桥 的 结 构 应 力 以 及 斜 拉 索 的 索 力进 行 监 测 ， 从 监 测 结 果 表 明 ， 所 有 测 点 的 实 测 应 力 与 计 算 应 力 吻 合 较 好 ，辅 助 支 墩 成 桥 后 上 缘 有 较 小 的 拉 应 力 ， 其 他 全 部 为 压 应 力 ； 同 时 实 测 索 力 张拉 到 位 ， 满 足 规 范 规 定 索 力精 度 控 制 的 要 求 。
闽江四桥主桥斜拉索索力测试及应用
频率法是一种 间接测定索力 的方法 。它是将高 度灵敏的 拾振 器安装于斜拉索上 ， 收集 斜拉 索在环境 激振下 的振动信 号， 并经过滤波 、 信 号放大 、 Ａ ／ Ｄ转换 与频谱分 析后 即可测得
斜拉 索的 自振 频率 ， 在 已知索 的长度 、 两端约 束状况 、 分布质 量等 相关 参数条件下 ， 根 据索 力与拉 索 自振频 率之 间的对应 关系求得 索力 。 索 的张拉 和频率之 间存 在一定 关系 ， 拉索 微元 的平 衡微
索力测试
振动频率 法
维修保 养
Ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｙ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｍａ ｉ ｎ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ４ ｔ ｈ Ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ
作者简介 ： 金能峰 （ １ ９ ７ ６ ． １ ０一 ） ， 男， 大学本 科 ， 工程 师 ， 研究 方 向： 桥 梁养护管理 。
当拉 索的边界条件可简 化为铰 支时 ， 上述方 程 的解 如式
２所 示 ：
４ ｍ （ 吾
出拉索 的索力
（ ）
（ 式 － ２ ）
假如 已知 拉索的每延米质量 ｍ 、 计算长度 、 拉索截面弯
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｃ ａ ｂ ｌ ｅ—ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ； ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ； ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ—ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ； ｒ ｅ ｐ ａ ｉ ｒ ａ ｎ ｄ ｍａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ
过测定磁通量 的变化 ， 再根据其与索力 、 温度之 间的关系 ， 进 而推算出索力 。国外采用此方法对斜 拉桥 索力进行测定的应 用实例 比较多 ，而且检测效果 良好 。 目前 国内斜拉桥 索力测 定较少采用 此法 ， 技术应 用还不够成 熟。 电磁传感 器 （ Ｅ—Ｍ 传感 器 ） 是磁通量法 的关键 仪器 ， 它是 由两层 线圈组成 的 ， 使 用时除磁化拉索 以外 ， 不 会影 响到拉索 的物理 力学性能 。对 ＝ Ｆ任何一种铁磁性材料 ， 只要 在实 验室 内进 行过几 组结构 应 力、 温度 下 的试验 ， 并 建立准确 的磁通量 变化与结构应 力 、 温 度之间的关系后 ， 即可用 由该 种材 料制造 的电磁传 感器来测 定拉 索的索力 。
斜拉桥索力测试分析
交通科技与管理127工程技术1 绪论 斜拉索是斜拉桥的主要受力结构，需定期对拉索进行导波检测和索力测试，且索力值的大小直接影响全桥受力状态。
该斜拉桥的斜拉索采用平行钢丝索，双索面，每侧50根，对称分布。
通过分析本次试验结果，得出影响索力测试值的因素。
通过对该桥100根斜拉索和锚固端的检查与导波检测，可知斜拉索PE护套完好，斜拉索上、下锚头性状良好，钢索基本无锈蚀，初步判断斜拉索整体性状良好，实测索力与计算理论索力比较符合。
2 索力测试研究 本次斜拉索索力测试采用JMM-268动测仪，除考虑仪器主频阶次修正外，还应考虑温度、测试位置的影响。
2.1 仪器主频阶次修正 测试时仪器频谱图形中出现多个峰值点，每个峰值代表一个自振频率，理论下两相邻峰值点间距离相等，且每两相邻自振频率的间距与基频相等。
实际中多数情况下某些阶次信号微弱，不会显示在频谱图上，造成两相邻峰值点间距离不相等。
此时，以相邻两峰点之间的频率最小值作为基频，以主振频率f n除以该基频值作为主振频率的阶次n。
列举实测基频波形图说明相邻峰值点间距不同时，判断主频阶次n，见图1所示。
图1 实测基频波形图 频谱图中共出现了七个峰值频率，第四峰值频率最大，作为主振动频率f n而间隔最小值为 f4-f3，f n（即f4）大致应为f4-f3的三倍，确定主振频率的阶次为n = 3而非n = 4。
仪器测量分析后会自动给出一个n值，需分析确定后键入正确的n值。
斜拉桥索力测试分析苏 雯（石家庄铁道大学四方学院,石家庄 050000）摘 要：斜拉索对斜拉桥受力、线型影响大，因此准确的进行索力测试，对评定在役斜拉桥的整体状态具有重要作用。
本文一斜拉索采用JMM-268动测仪测试索力，对仪器主频阶次修正、温度和测试位置对基频影响进行了分析，并给出索力测试建议，为类似斜拉桥拉索索力测试提供实测和理论依据。
关键词：斜拉索；索力测试；基频表1 不同温度和测试位置下斜拉索基频测试表凌晨（温度18℃~21℃）中午（30℃~33℃）不同温度同测点差值百分率理论基频不同测点与理论值差值百分率拉索编号距索端3 m处拉索1/2处差值百分率距索端3 m处拉索1/2处差值百分率距索端3 m处拉索1/2处距索端3 m处拉索1/2处L1 3.988 3.957 3.1 3.980 3.957 2.30.80 6.56 258260.3 L2 3.343 3.326 1.7 3.341 3.322 1.90.20.4 5.76 241.9243.8 L3 3.020 3.009 1.1 3.014 2.998 1.60.6 1.1 5.14 212.6214.2 L4 3.018 3.005 1.3 3.010 2.997 1.30.80.8 4.59 158159.3 L5 2.428 2.4200.8 2.423 2.38 4.30.54 4.13 170.7175 L6 2.240 2.24 2.243 2.18 6.3-0.32 3.76 151.7158 L7 1.879 1.842 3.7 1.876 1.815 6.10.3 2.7 3.44 156.4162.5 L8 1.732 1.687 4.5 1.729 1.675 5.40.3 1.2 2.93 120.1125.5 L10 1.643 1.5935 1.631 1.586 4.5 1.20.7 2.55 91.996.4 L12 1.578 1.5017.7 1.560 1.4897.1 1.8 1.2 2.73 117124.1 L14 1.422 1.368 5.4 1.398 1.354 4.4 2.4 1.4 2.2585.289.6 L190.9780.922 5.60.9730.920 5.30.50.2 2.12114.7120 L210.9660.921 4.50.9660.919 4.700.2 1.98 101.4106.1 L220.9570.910 4.70.9560.899 5.70.1 1.1 1.8690.496.1 L240.9110.854 5.70.9060.849 5.70.50.5 1.7584.490.1 L250.9170.852 6.50.9090.846 6.30.80.6 1.6675.181.4作者简介：苏雯（1986-）,女,河北邢台人,硕士,工程师,研究方向：桥梁施工控制、工程检测。
大型斜拉桥在运营过程中的检测内容和方法
大型斜拉桥在运营过程中的检测内容和方法摘要：针对某大型双塔斜拉桥的结构特点。
结合《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)和地方有关部门的检测要求，对该桥进行特殊检测。
通过介绍该桥检测内容和方法。
为其它相同结构桥梁养护和检测提供经验。
关键字：斜拉桥；定期检测；特殊参数检测Abstract: based on the analysis of a large towers cable-stayed bridge structure characteristics. Combining with the maintenance of the highway bridge standard “(JTG H11-2004) and the local departments of detection requirements, to simulate the special test. Through the introduction of the bridge test the content and method. For other similar structure bridge maintenance and inspection provide experience.Key word: cable-stayed bridge; Periodically; Special parameters testing1 引言由于气候、环境等自然因素的作用，使用、维护不当等人为因素以及日益增加的交通流量影响，大跨度斜拉桥随着服役时间的增长，结构的安全性和使用性能发生退化。
某大型斜拉桥位于临海位置，当地气候属于沿海性气候，多风、潮湿，并且车流量大，重载交通严重的特点。
为掌握其工作运营状态，保证桥梁结构安全和安全运营，必须对该桥进行周期检测。
2 工程概况该桥主桥为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，跨径布置为：（152+364+152）m。
斜拉桥检测方案
斜拉桥检测方案摘要斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，具有独特的美感和结构稳定性。
然而，由于其特殊的结构形式，斜拉桥的检测工作相对较复杂。
本文将介绍一种斜拉桥检测方案，通过结构监测系统和人工检测相结合，提高斜拉桥的安全性和可靠性。
1. 引言斜拉桥是指主桥梁以斜拉索连接至桥塔的桥梁形式。
斜拉桥具有结构强度高、自重轻、风力影响小等优势，因此在现代桥梁工程中得到广泛应用。
然而，斜拉桥的结构复杂，且在使用过程中受到多种因素的影响，因此需要进行定期检测和维护，以保证其结构的安全性和可靠性。
2. 斜拉桥结构监测系统为了对斜拉桥进行全面有效的检测，需要建立一套完善的斜拉桥结构监测系统。
该系统可以包含以下几个方面的内容：•传感器布置：在斜拉桥的关键部位安装传感器，如位移传感器、应变传感器、加速度传感器等，以实时监测桥梁的变形和结构状况。
•数据采集与处理：通过数据采集设备对传感器采集的数据进行实时采集和存储，并进行相关的数据处理，如滤波、去噪等。
同时，可以将采集的数据通过网络传输至监测中心。
•远程监测：通过网络技术，将传感器采集到的数据传输至远程监测中心，实现对斜拉桥结构状况的远程监测和分析，及时发现和预警存在的问题。
•报警系统：建立相应的报警系统，当监测数据超过设定的阈值时，自动触发报警，提醒相关人员进行处理和维修。
以上是一个较为基本的斜拉桥结构监测系统，根据不同的实际情况，可以进行适当的调整和改进。
3. 人工检测除了结构监测系统的应用，人工检测也是斜拉桥检测的重要环节。
人工检测主要是指通过目视观察和专业工具对桥梁进行定期巡检和检测。
人工检测可以包括以下几个方面的内容：•视觉检查：巡检人员通过目视观察斜拉桥的各个部位，查看是否存在裂缝、变形、腐蚀等问题，同时检查斜拉索的拉力是否均匀。
•声音检测：使用专业的声音检测设备，对斜拉桥进行声音检测，以判断是否存在结构松动或断裂等问题。
•振动检测：使用振动传感器对斜拉桥进行振动检测，以了解桥梁的自然频率和阻尼特性，及时发现振动异常。
斜拉桥的索力测试及其参数识别
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根据假定 +） 、 ， 拉索的几何形状可表示为 .） & ! %4 （ $ - %） % $+ （+）
第!期
王卫锋等： 斜拉桥的索力测试及其参数识别
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式中： — — 拉索在 "# 坐标系中定义的垂度， 如图 ! !— 所示 $ 把式 （"） 代入式 （!） 可得： （ （ （ ’ "， (） ’ "， (） ’ "， (） %& ! ) *! + ,! # " " " " ( ! ! ! $! （ (） （%） - " / . 方程 （%） 的解即为
其中! ! " !# $ %& ’ 研究表明： 垂度对对称振型固有频率的 " ( !， 影响比较大， 当 " ) ! 时， 拉索垂度的影响较小 ’ 即 使 " ( !， 对反对称振型， 拉索垂度和由振动引起的
表! "#$%& !
索号 5 8 ! 索力 $ 34 9 :;8 9 58: = 959 质量 弯曲刚度 频率 + 55） （ $ 341） （ $ 3-・1* 5 ） 67 5 <=9 5 <=9 < :>< =5 ’ = =5 ’ =5 =5 ’ =5 8 ’ !8>8 8 ’ :!99 : ’ <;>=
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抗弯刚度和边界条件的影响
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斜拉桥索力测试方法及其发展趋势
斜拉桥索力测试方法及其发展趋势黄尚廉唐德东重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044摘要：索是斜拉桥的主要受力构件之一，它的受力状态是桥梁安全与正常使用的重要指标。
监测桥索的索力对于及时反映桥索的工作状态和调整桥索的结构内力是极为重要的，从而有效防止桥索的偏载和维护桥梁的运行安全。
本文综述了常用索力测试方法，并分析了每种方法的基本原理和优缺点，指出它的发展趋势和需要研究和解决的问题。
关键字：桥索；索力；频率；磁弹效应Method of measure cable stress and trend of developmentHuang Shang-lian Tang De-dongThe Key Lab for Optoelectronic Technique and System, Ministry of Education, Dept. of OptoelectronicEngineer, Chongqing University, Chongqing 400044 Abstract: Steel cable is one of components which supports stress of cable stay bridge, which tense state is important index of bridge safety and nature use. In order to effectively avoid deflection load of cable and maintain bridge safe of using, monitoring cable tense stress state parameters is very important to feedback cable working states in time and adjust cables tense stress. This article present method of measure cable stress in common use, analyze its ultimate principle and its merits and defects, and point its development trend and problem of solving.Key words: bridge cable; cable tense; frequency; magnetoelastic phenomenon1引言随着人类生产生活水平的提高，对大跨度桥梁的建设需求越来越迫切，加上建桥技术和高强度材料的日益发展，斜拉桥逐步有能力胜任对大跨度发展的要求。
索力测量
索力测量实验背景拉索是斜拉桥和悬索桥的重要承重构件，设计和施工时通过调整拉索的索力：使塔、梁处于最佳受力状态。
实验背景在运营过程中，亦应不断监测索力变化，及时调整索力，使之处于设计要求的状态。
因此，无论施工过程还是运营过程中均需准确地测知索力。
实验目的•1、学习索力测试的原理；2、学习索力测试方法。
实验仪器安装示意图实验原理•频率法目前是斜拉桥测索力的普遍应用方法，索的边界条件为两端固定，索的质量均匀分布，在本程序模块中，索力计算公式为：其中,T:索的拉力（N）；M:索单位长度的质量(kg/m)；L:缆索的长度（m）:第n阶自振频率实验原理•在该试验中采用钢丝模拟索力的测试过程，钢丝的质量可以忽略不计，在钢丝上加一块质量块，形成集中的单自由度系统，激励质量块，产生自由衰减振动，测得其频率，就可通过以下公式来计算：实验原理•当采用三个集中质量块均匀分布，并且三个质量块质量相等为m 时，激励质量块，产生自由衰减振动，测得其三阶频率，就可通过以下公式来计算：•m:小质量块质量（kg）L:钢丝两端支承间距（m）•n:为频率阶数。
实验方法1、仪器安装按示意图安装配重块和钢丝质量块组成的三自由度悬索系统，电涡流位移传感器安装在质量块上面，距离约为4mm，电涡流传感器的输出接入数采仪的应变通道。
2、打开仪器电源进入控制分析软件，新建一个项目（文件名自定），设置采样频率、量程范围、工程单位和灵敏度等参数，在数据显示窗口内点击鼠标右键，选择信号，选择时间波形，另一窗口显示实时谱。
开始采集数据，数据同步采集显示在图形窗口内。
实验方法•3、用手在垂直方向使质量块离开平衡位置，放开手后，系统做自由衰减振动，在谱窗口读取共振频率，计算索力值。
•5、改变配重块质量，重复以上步骤。
实验结果和分析•实验结果和分析。
斜拉索整体索力检测和监测方案的研究与实践
＝
１６ ＭＰ ，容许应 力 【ｒ＝ ．５ ８０ ａ ｏ】０４ 。
后 再 计 算 出整 索 索 力 。虽 然 该 体 系 是 成 熟 的技 术 工 艺 ，在 国 内外 桥 梁 中广 泛应 用 ，但 由 于每 次 索 力 测 试 时 长 期 固定 按 上述 方式 重 复 进 行 ， 可 能 会 影 响 该 索 的 夹 片 咬痕 松 动错 位 ，从 而 影 响 斜 拉 索 的 耐 久性 和安 全 性 。 主要 有 以下 两 个 方 面 ：一 是 单 根 张 拉 长 期 固定 重 复 的拔 动 １ 、 ５ １ … 根 钢 绞 线 ，会 增 加 张拉 端 夹 片 的 咬 痕 、 ０ 位 移 和滑 丝 的可 能 性 ；二 是 通 过 测 试 单 根 索 力 再 计 算 出整 索 索 力 无 论 在 技 术 和 实 践 证 明 都是
管 。全 桥共 用 四种 直径 的ＨＤ Ｅ ：外 径分 别 为 Ｐ管
１０ ｍ、 １０ ｍ、 ２ ０ ｍ、 ２ ０ ｍ，厚 ６ｍ ８ｍ ０ｒ ２ｍ ａ
度 分别 为６ ｍｍ、７ ｍｍ、８ ｍ、８ ｍ。 ａ ｒ ｍ
主梁采 用单箱 三室 截面 ，三 向预应力 混凝 土 结 构 ，梁 高 ３Ｏ ．ｍ，顶板 宽 ２ ．ｍ，底 板 宽５Ｏ ３Ｏ ．ｍ，
该 桥于 １９年 １月 动工兴 建 ，２０年 ｌ月竣 ９８ １ ０１ ２
工 通车 。见 图 １ 示 。 所
主桥 全长 ９６ ｍ，对 中塔 呈对 称布 置 ，其 主跨达 ３． ０
３８ ４ ｍ，为 目前 国 内同结 构类 型最大跨 径三塔 斜拉 桥 。桥梁 宽２ ｍ，为双 向４ ３ 车道 。 斜拉 索置 于桥 面 中央 ，断 面上 每个 编号 的斜 拉 索 均 由２ 组 成 ，间 距 １２ 根 ．ｍ，梁 上 索 距 主 跨 ８ ｍ，边跨 ５ ｍ，塔 上索距 约 １ ｍ。每个 边塔都 布 ． ５ ． ６
斜拉桥索力测试方法及原理综述
斜拉桥索力测试方法及原理综述摘要 斜拉索的索力大小直接决定着斜拉桥的工作状态，采用准确的方法进行合理的索力测试是保证斜拉桥顺利施工和安全运营的必要手段。
本文针对目前斜拉桥索力测试中常用的方法及其原理进行了阐述和比较，并指出了各种方法的特点和适用场合。
关键词 斜拉桥 索力 测试 综述Summary of Methods and Theories to Cable ForceMeasurement of Cable —Stayed BridgesAbstract Cable force decides the working state of the cable-stayed bridge directly. Measuring the cable force of the cable-stayed bridge through some exact method is the guarantee to construction and operation. This paper summarises the methods and their theories usually uesed in cable force of cable-stayed bridge measuring. Furthermore, Features and their applying places are pointed out.Keywords cable —stayed bridges cable force measurement summary斜拉索是斜拉桥的一个重要组成部分，斜拉索的工作状态是斜拉桥是否处于正常状态的主要决定因素，所以，能否对斜拉索索力进行精确的测量，在很大程度上决定着斜拉桥施工的成败和正常的运营。
斜拉桥索力测试的方法很多，经过近年来的实践，许多方法已经被淘汰（如“扭力扳手测试法”，误差较大），目前常用的有以下几种：1. 压力表测定法目前，斜拉索均使用液压千斤顶张拉。
斜拉索的索力测试
对上述微分方程采用分离变量法 ,假定拉索两端
为铰支边界条件 ,可得到拉索的轴向拉力 ( N ) 与振动
频率 ( f k) 的关系为 :
N = 4 wL2
fk k
2
-
k2π2 EI
L2
(2)
式中 k 为拉索振动阶数 , 如果拉索的抗弯刚度很
小 ,在测试时又忽略其抗弯刚度的影响 ,索的拉力与振
动频率关系可简化为下式 , 此式是目前索力测试中广
率和阶次相同时 ,可采用人工激振或利用频谱图中主 验公式进行修正 。
振频率及相邻频率与阶次进行计算 。
2 索的比例系数
L = L 0 - T ·( S 1 + S 2)
(7)
式中 : L 0 ———索两锚固点之间的弦长 ;
S 1 、S 2 ———索两端刚性长度 (锚环长) ;
工程中通常把下式称为索的比例系数
38
中
外
公
路
第2 0202卷2 年 第1 26
期 月
文章编号 :1671 - 2579 (2002) 06 - 0038 - 02
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1 引言斜拉索的索力是斜拉桥设计的一个重要参数，在施工和维修中要准确控制索力。
迄今为止，测定索力普遍采用下述四种方法：1.1 压力表测定当前，拉索均使用液压千斤顶张拉，无一例外。
由于千斤顶张拉油缸中的液压和张拉力有直接关系，所以只要测定张拉油缸的液压，就可求得索力。
由液压换算索力的办法由于其简单易行，因而是在施工过程中控制索力最实用的一种方法。
1.2 压力传感器测定斜拉索张拉时，千斤顶的张拉力通过连接杆传到拉索锚具，如果在连接杆上套一个穿心式的压力传感器，张拉时处在千斤顶张拉活塞和连接杆螺母之间的传感器，在受压后就输出电讯号，于是就可在配套的二次仪表上读出千斤顶的张拉力。
压力传感器的售价相当高，特别是大吨位的传感器就更贵，自身质量也大。
因此，这种方法虽然测定的精度高，却只能在特定场合下使用。
1.3 频率法索的张拉和频率之间存在一定关系。
对于柔性索：式中：w —— 单位长度索重；L —— 索长；fn—— 第n阶自振频率。
对于两端铰接的刚性索：式中：EI —— 索的弯曲刚度。
实际上，工程结构中的拉索，并不处在绝对静止的状态，而是时刻发生着随机振动。
只是这种振动不那么明显，而且各阶频率混在一起，要用精密的拾振器才能发现，通过频谱分析，根据功率图谱上的峰值，才能最后判定拉索的各阶频率。
频率既得，即可据此求算索力。
现有的仪器及分析手段，测定频率的精度可达到0.005Hz。
通常拉索的端点并未作铰接处理，在靠近端点处还常安装减振圈，而拉索自身又或多或少具有一定的弯曲刚度。
因此，拉索的计算长度L将稍短于拉索的实际长度L，需要适当给予修正。
具体应视拉索和锚具的构造及减振器安装的位置而定。
如直接将索长L代入公式，所得索力必然偏大。
斜拉桥的索力测试及应用王力强1 刘经伟2（1.嘉兴学院，浙江 嘉兴 314001；2.云南省交通规划设计研究院，云南 昆明 650021）摘 要：斜拉索的索力大小直接决定着斜拉桥的工作状态。
采用准确的方法进行合理的索力测试是保证斜拉桥顺利施工和安全运营的必要手段。
本文针对目前斜拉桥索力测试中常用的方法及其原理进行了阐述和比较,并结合工程实践重点介绍振动频率法在斜拉索的索力测试中的应用，并将测试结果与设计进行对比，评价桥梁的健康状况并提出进一步的维修和保养意见。
关键词：斜拉桥；索力测试；振动频率法；维修保养中图分类号：U448.27 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）05-0008-04Cable Force Measurement and Application of Cable-stayed BridgeWANG Li-Qiang1 LIU Jing-wei2,(1. JIAXING UNIVERSITY, 314001 ；2.YUNAN DESIGN INSTITUTE Yunnan,Kunming 650021)Abstract: The cable force directly determines the working state of cable-stayed bridge. The accurate method for rational cable force test is to ensure the smooth construction of cable-stayed bridge and the safe operation of the necessary means. This article in view of the present cable force of cable-stayed bridge tests commonly used in the method and its principle are described and compared, and combined with the engineering practice, introduces the vibration frequency method of cable force measurement in the application, and the test results are compared with the design, evaluation of the health state of the bridge, and put forward the further repair and maintenance views.Keywords: Cable-stayed bridge; Cable force measurement; Vibration frequency method; Repair and maintenance– 8 –因此，用频率法测定索力时，首先要精确测定频率，特别是低阶频率，能测出一阶频率更好。
其次，要准确设定拉索的计算长度。
利用频率法测定索力时，要得到精确结果，存在上述种种困难。
但由于对某一根索而言，其索长、索重在若干次平行测定中均不会改变。
因此，只要能精确测定频率，还是可以从前后两次频率的变化中，求得索力的变化。
所以需要测定活载对索力的影响时，利用频率法是有效的。
频率法测定索力，设备均可重复使用。
当前的电子仪器也日趋小型化，整套仪器携带、安装均很方便，测定结果也可信。
因此，如需要对索力进行复测，频率法几乎是惟一选择。
1.4 磁通法用磁通量法测定斜拉桥的索力国外应用较多, 多座实际桥梁结构的安全检测表明效果很好，但我国斜拉桥上采用此法的实例还很少，技术也不够成熟。
磁通量法是利用放置在索中的小型电磁传感器测定磁通量变化, 根据索力、温度与磁通量变化的关系，推算索力。
该法所用的关键仪器是电磁传感器（E—M传感器），这种传感器由两层线圈组成，除磁化拉索外，它不会影响拉索的力学及物理特性。
对任一种铁磁材料，在实验室进行几组应力、温度下的试验，建立磁通量变化与结构应力、温度的关系后, 即可用来测定由该种材料制造的拉索索力。
2 工程应用2.1 工程概况某公路桥梁于1993年11月动工兴建，1996年5月正式通车运营。
桥梁全长652.17m，共4跨，跨径组合（20＋149＋330＋149）m；桥面净宽18m（净15m＋2×1.5m人行道）。
主桥为3跨双塔双索面斜拉桥，采用塔梁分离式悬浮体系，见桥梁立面图1及桥梁主桥结构形式表1所示。
表1 大桥基本概况项目分项基本概况主桥结构主梁采用塔梁分离式主梁，预应力砼双纵梁肋板式断面，梁高2.3m，板厚25cm，每6m设一道厚25cm横隔梁。
索塔索塔塔柱：为倒Y型，箱形断面，塔柱高115m。
下塔柱高26.5m，横向宽5m，厚0.8m，纵向由上至下由6m渐变到8m，壁厚1m；中塔柱高55.5m，横向宽3m，壁厚0.8m，纵向宽6m，壁厚1m；上塔柱高33m，为拉索锚固区，横向宽4m，壁厚0.75m，纵向宽6m，壁厚1m。
中塔柱与下塔柱交界位置设高5m、顶宽6m、底宽6.188m的预应力混凝土箱形横梁。
索塔主墩：1号高42m，2号高41m，均为空心墩，墩身上、下游侧均设置实心分水尖。
主墩基础：明挖扩大基础，置于新鲜完整砂岩中。
拉索及锚头拉索：双索面扇形布置，边跨和中跨各设26对，塔中设一对，全桥共106对、212根。
边跨外边4对为索距0.7m密索，其余索距为6m。
采用PE防护。
锚头：冷铸墩头锚。
辅助墩两边跨各设1处辅助墩，2m直径挖孔桩基础，嵌岩深度4m。
支座GPZ10000DX盆式支座：用于桥台，共8套。
GPZ6000DX盆式支座：用于桥台，共8套。
四氟板式橡胶支座：用于主梁与塔柱间，共4个。
桥台钢筋混凝土台，明挖基础，置于弱风化砂岩上。
2.2 构件编号说明全桥斜拉索共分8个区域及4根27号斜拉索。
8个区域分别描述为：2号塔上游边跨斜拉索、2号塔下游边跨斜拉索、2号塔上游中跨斜拉索、2号塔下游中跨斜拉索、1号塔上游边跨斜拉索、1号塔下游边跨斜拉索、1号塔上游中跨斜拉索、1号塔下游中跨斜拉索。
主塔至中跨跨中为1～26号拉索；主塔至梁端为1'～26'号拉索；主塔中心为27号索（见图2）。
2.3 斜拉索索力检测方法斜拉索索力测试采用动测法。
动测法是根据振弦原理，将传感器固定在拉索上，采用人工激振，测定斜拉索的若干阶自振频率，由索力与其对应阶自振频率的关系求图1 桥梁立面图（单位：cm）– 9 –– 10 –出索力值。
频率与索力的关系式为：式中：p —— 索力，l —— 索长，f n —— n 阶自振频率，m —— 单位索长质量。
现场检测使用DH610速度传感器和DH9522动态信号测试分析系统进行数据采集分析，见照1和照2所示。
照1 速度传感器 照2 动态信号测试分析系统2.4 测试结果与结果分析在现场测试条件均相同（相同测试环境、气候条件，同一仪器设备和同一测试人员）的情况下，本次检测索力测试结果取2～4阶索力的平均值作为最终索力测试值，检测索力测试结果分析采用两种方法，即：对比分析和对称性分析。
对比分析就是以本次索力测试结果与上次（2008年）测试结果对比索力的变化情况；对称性就是根据斜拉索的对称性对索力进行分析，见图3～6所示。
图3 1号塔边跨斜拉索本次检测索力与设计、2008年检测索力对比分析图图4 1号塔中跨斜拉索本次检测索力与设计、2008年检测索力对比分析图图2 拉索编号示意图– 11 –3 处置意见1）对1号塔边跨上游17、18、19、20号索、1号塔边跨上游和下游22号索、1号塔中跨上游和下游23号索、2号塔中跨上游6号和7号索、2号塔边跨上游和下游22号索（共12根）进行索力调整，并定期进行索力检测。
2）如根据其他检测结果需换索，则直接更换，不再进行索力调整。
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