基于磁弹效应的拱桥吊杆索力监测

拱桥结构在我国应用广泛,吊杆作为该类桥梁的主要受力构件,直接影响到桥梁的安全性和耐久性。在桥梁施工过程以及运营期间,对吊杆索力进行监测可以非常有效地评估桥梁的健康状况。由于边界条件复杂、长度短、弯曲刚度不可忽略等原因,振动频率法测索力精度低;应变测量法无法获得全量索力,而磁弹效应法可以获得全量索力。首先介绍了磁弹效应法测索力的基本原理,开发了磁弹索力传感器和基于Labview的索力监测系统,并搭建了吊杆索力监测实验装置。对实际工程应用的直径65mm的吊杆进行索力监测试验。结果表明,所研发的磁弹索力传感器和测量系统,具有较高的测量精度(相对误差1%),不受吊杆长度、边界条件等因素影响,适用范围广,适合于拱桥吊杆索力的长期监测。     

高钒索张拉关键过程识别及控制技术

预应力钢结构施工的直接目标是张拉过程中实现设计要求的索力和结构形状,结合工程实际,介绍了高钒索施工工艺,若在对结构特点和施工过程的结构状态不十分了解的情况下张拉,可能会引起严重后果,故对预应力张拉及结构卸载等进行了分析,为类似工程提供借鉴。     

建筑索结构索力测量新方法与工程应用

索作为建筑索结构中的重要构件,索的预张力大小是索结构设计中的重要参数,也是索结构施工过程中进行控制的重要环节。开发新型的索力传感器是索结构施工监测和控制中面临的新课题。基于铁磁材料的磁弹性能阐述磁弹法测量索力的基本原理,开发了一种新型的磁通量传感器,并将其应用在双曲面索网模型张拉试验中进行索力监测控制。试验结果表明,该方法可以非常方便快捷、准确地测定索在张拉过程中的索力,可为工程参考使用。     

光纤光栅基座夹具测量法索结构模型索力监测试验

为验证光纤光栅基座夹具测量法应用于索结构索力监测的可靠性,利用全局布索预应力钢框架缩尺模型,将缩尺模型既作为新建工程,也作为既有工程,模拟施工阶段以及运营过程中拉索的受力情况。将光纤光栅基座夹具测量法与压力传感器法及电阻应变法做横向对比,试验结果表明光纤光栅基座夹具测量法能够准确地对索结构进行索力监测,且精度明显高于应变片法,完全可以代替在拉索锚固端安装穿心式压力传感器的索力测量方法,实现结构中索力的实时监测。     

EM法测量索张力的理论与工程实践研究

EM法是一种新型的用于测量索张力的理论方法.基于铁磁材料的磁弹性能,阐述磁弹法测量索力的基本原理,自主研发的磁通量传感器由测量仪、双线圈传感器和索力测试软件组成.介绍将其应用于航海博物馆、广东省博物馆、南京新会展中心和天津滨海国际会展中心工程的索力监测控制.试验以及监测结果表明,该方法可以方便快捷、准确的测定索在张拉过程中的索力,具有较好的稳定性和可重复性,满足施工过程和使用过程监测的要求.     

乐清体育场月牙形索桁张力罩棚结构的索力监测

索力监测对保障索杆张力结构施工张拉阶段预张力的有效建立或服役期中的结构安全具有重要意义.以一个新型索杆张力结构——乐清市体育场月牙形索桁张力罩棚结构为例,结合该结构的特点制定了索力监测方案,将FBG和EM两种索力测量方法应用于该结构的索力监测并建立了能够长期运作的实时索力监测系统,介绍了利用这两种方法测量索力的关键步骤.通过分析该索力监测系统在施工张拉阶段的监测结果发现,FBG和EM传感器能够准确地反映结构施工张拉阶段的预张力变化,体育场结构有效地建立了设计预张力,上、下径向索及内环索的预张力偏差均在8%以内.     

磁通量传感器及其在桥梁工程中的应用

缆索和预应力筋是桥梁结构中的重要组件,及时监控监测它们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,可有效地测量缆索和预应力筋的应力,是一种新的无损检测技术。文中对磁通量传感器的原理和性能进行了详细的研究,包括测量公式、温度影响、缆索构件自身影响和密封防水性能等。磁通量传感器使用时,不需要了解构件的加载历史和使用情况,通过感应构件的磁特性变化测量应力,可用于新制的桥梁缆索、既有桥梁缆索和预应力筋,对既有桥梁缆索需要现场绕制传感器。文中对磁通量传感器应用于实际工程如湛江海湾桥斜拉索监测、南宁葫芦顶桥体内预应力监测和宜宾长江大桥斜拉索施工和运营监控监测等进行了介绍。     

磁通量法在索力检测中的应用

拉索的索力大小直接决定着斜拉桥、悬索桥、拱桥等拉索体系桥梁的工作状态,采用准确的方法进行索力测试是保证桥梁顺利施工和安全运营的必要手段。索力测试通常采用的测试方法有油压表法、压力环法、频率法等。本文针对京山铁路桥拉索的特点,采用新近出现的磁通量法,对斜拉索索力进行了测试,表明该方法对拉索,特别是钢绞线形式拉索的索力测试具有良好的应用前景。     

磁电磁弹式索力计在椒江二桥监测中的应用

介绍了磁电磁弹式索力智能监测系统的基本原理和特点,分析了传感器索厂的标定数据及拉索安装过程的数据,指出基于磁弹效应测量的磁通量传感器测试拉索索力是一种无损、非接触测量方法,可用于施工监控和运营期的长期监测。     

磁通量传感器索力监测系统在工程中的应用

索力监测为总体评价拉索技术状况进而评定桥梁总体结构的性能提供重要依据。但索力监测是一个长期的过程,如何在漫长的运营期保证传感器的使用寿命和测试精度,是急需解决的问题。磁通量传感器索力监测系统通过非接触式测量解决传感器受力疲劳问题,通过模拟标定来实现运营状态的数据校准,有着很好的耐久性、长效性。     

基于线性规划的某特大桥施工扣索索力优选分析

随着斜拉桥等大跨度桥梁工程的发展,桥梁上部结构与桥墩(台)之间连接的钢索索力的确定已成为桥梁设计与施工过程中的关键技术问题,索力取值合理与否直接关系到结构施工及运营阶段的安全与正常使用问题。本文结合某特大桥的施工,将线性规划原理引入到该桥的施工索力优化当中,以扣索用量最少为目标函数,以拉索索力大小为控制变量,以关键截面应力和悬臂端点挠度为约束条件;借助ANSYS软件和MATLAB工具,实现了结构线性工作阶段的施工(临时)扣索索力的优选分析。与已有的索力确定方法相比,本文提出的确定索力方法可减少施工过程中的调索次数,并提高设计索力的精度,为同类工程中钢索相对最优张拉力的确定提供了一种新的思路。     

基于表面应变的国家速滑馆拉索索力实测方法研究

拉索作为大跨空间结构中的关键构件，其应用越来越广泛。拉索索力对结构形态、受力状态以及安全性能起着决定性作用。该文提出一种基于表面应变的索力实测方法，通过在索表面安装传感器测量表面应变，进而利用索轴向刚度换算得到索力。根据索内部的几何构造，建立了精细化有限元模型，确定了表面应变和拉索整体轴向应变的关系，提出用修正系数K考虑初始空隙的影响，并通过索力标定试验验证了本文中索力实测方法。最后，该方法应用于国家速滑馆施工阶段的索力实测，并将索力实测结果与频率法和千斤顶法的结果进行比对。结果表明：索内钢丝的螺旋角和初始空隙是影响修正系数K的关键因素；标定试验中的索表面应变与千斤顶拉力具有良好的线性关系，索力实测的平均相对误差不超过2%；现场实测索力结果与参考方法的平均相对偏差在5%以内；文章所提出的方法原理清晰、安装简便，是一种新型的大跨空间结构的索力实测方法，为施工阶段的结构分析提供可靠的索力实测数据。     

基于曲线梁桥施工安全自动监测系统研究与应用

曲线桥梁施工结构的受力以及变形相对复杂,为保障结构施工中的安全性与施工质量,应用应变传感器与位移传感器对现场材料特性进行感应监测,并构建出施工安全自动监测系统,能够帮助实时动态了解曲线桥梁施工安全状态.对桥梁施工中的应力和变形进行远程实时动态监测,一方面能够帮助提升施工安全监测效率;另一方面也能实施全生命周期的动态监测...     

文辉大桥索塔变形监测

为确保文辉大桥的施工精度和结构安全,建立了施工控制测量网,采用全站仪对索塔位移进行了监测。揭示了索塔在不平衡索力和日照温差等因素作用下的变形规律,指出其位移主要是沿桥梁轴线方向。因此,在施工中应考虑该位移对主梁线形和斜拉索长度的影响。     

一种新型桥梁索力测试系统及方法

索力测试是桥梁健康监测的重要测试项目,通过相关索力测试技术的研究,设计开发一种基于频率法测索力的无线桥梁索力测试系统。设计开发了无线 MEMS 电容式加速度传感器,阐述了系统设计原理,论述了索力测试中,测点的布置及新型基频计算算法,并根据实际工程,对系统的使用进行了详尽的描述。通过相关索力计算算法的论证,得出动测法索力精确计算比较准确,并通过实验进行了验证。为桥梁测量工程提供了一种高效、可靠和便捷的索力测试系统及方法,对工程人员具有重要的参考价值。     

常德芦荻山收费站全张拉索膜结构预应力施加数值模拟与施工监测

采用MIDAS/Gen和ANSYS有限元分析软件对常德芦荻山收费站全张拉预应力索膜结构的预应力施加过程进行数值模拟,对该结构的初始应力状态进行反复试算,得出最佳索力初始应力;为确保施工过程中的索力预张力施工的可靠性及施工安全性,对该结构中主结构索力施加的施工全过程索力、位形以及桅杆应力监测。研究表明:整体张拉结构形式预应力的施加宜采用先同步张拉背索,然后张拉谷索的方法使整体结构成形;在预应力施加初始阶段结构变形量较大,预应力的施加过程应分级缓慢加载;张拉过程中,桅杆在动态过程中应力变化比较复杂,对钢桅杆的应力监测十分必要。模拟结果与监测结果吻合较好,表明该数值模拟方法切实可行,施工过程中结构关键杆件应力、索力及位移在可控范围之内,施工方案可以很好地满足设计要求。     

基于半波法的张弦梁模型索力测试试验研究

索力测试的精度和实用性直接影响大跨度张弦梁结构健康监测的应用.针对多撑杆的张弦梁结构索段约束复杂和索力识别精度等问题,采用一种新的索力识别方法——半波法对索力进行识别.通过对张弦梁模型的试验研究,证明了半波法在张弦梁下弦拉索中进行索力测试的可行性.在两撑杆张弦梁缩尺模型的中间跨布置传感器,通过人工激励局部索的振动来测量高阶振型半波长,利用简支单索模型识别整体张弦梁的拉索索力,对高阶振型的测量可以得到更精确的拉索索力.试验结果表明,利用半波法对张弦梁拉索进行索力测试是可行的,当测出4阶及以上振型时,可以得到更精确的索力.     

系杆拱桥局部更换吊杆索力测定方法研究

系杆拱桥局部吊杆更换能否满足工程要求,能否使换索后桥梁结构恢复原桥状态,原吊杆索力测定是关键。以上海浦东新区某系杆拱桥局部换索工程为例,利用现场有利条件,对系杆拱桥原吊杆索力测定进行探究,采取不同索力测试方法,得到较有意义成果,为换索施工的质量控制提供依据,保障换索施工成功实施。     

索承网格结构换索工程施工监测技术

近年来,索承网格结构作为新型预应力空间杂交钢结构受到广泛的关注.换索工程由于施工难度大、安全风险高,在施工过程中需要对受力和变形情况采取有效监测手段.以杭州市某索承网格结构换索工程为例,针对该建筑在换索期间的索力、变形、应变进行了全程监测与分析,可为同类工程应用提供参考借鉴.     

健跳大桥吊杆更换技术

三门健跳大桥是一座中承式钢管混凝土肋拱桥,采用桥面兜吊法施工技术对16根短吊杆进行更换。由于桥梁结构受力复杂,故采用了有限元软件MIDAS/Civil对整个吊杆更换过程进行了模拟,并采用压力传感器对索力进行监控。研究表明,桥面兜吊法更换过程中索力变化比较小,更换完成后吊杆索力和桥面线形基本与原结构相同。