[00146120]吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法

①课题来源与背景 吊杆拱桥的吊杆索力以及体外预应力筋有效预应力大小是评价该类桥梁使用状况的一个重要指标,该类桥梁的施工监控、检测评估中,均需要测试吊杆及体外预应力筋有效预应的索力大小。频率法是利用索力大小与吊杆的振动频率间的确定性关系,通过实测吊杆或预应力筋的振动频率来分析计算吊杆的索力大小。对于比较长的吊杆或预应力筋,常规频率法的索力测试精度是可以满足工程要求的。但是,在吊杆拱桥中,位于桥梁拱脚附近的吊杆,通常长度很短,此时吊杆的锚固条件、护筒、减震器、吊杆刚度等因素会对吊杆频率产生较大影响,而这种影响的大小往往很难确定;对于体外预应力筋,通常是通过很多个转向块与桥梁梁体接触的,转向块之间的距离通常很小,导致体外预应力筋的计算长度很小,转向块与预应力筋的接触刚度、预应力筋的锚固刚度、预应力筋减振器等因素均会对预应力筋的测试频率产生较大影响,而这些影响是未知的。此时采用常规的频率法测试得到的吊杆或预应力筋索力误差很大,存在较大的误判可能性,甚至会得出错误的结果。如何对短吊杆索力进行精确测试,一直是未解决的工程难题。因此,在对吊杆拱桥这类桥型进行检测或施工监测中,急需一种能够精确测定短吊杆索力的方法。 ②技术原理及性能指标 本发明公开了一种短索索力精确测试方法,发明人设计了相关测试模型,通过将拉索的边界条件简化为在简支拉索的相应横向位置处的阻尼和弹簧支承,并进一步将拉索等效为具有等效计算长度的简支张拉索,在拉索中间附加质量块,建立了拉索中部附加质量块前后拉索的振动平衡方程,最后优化形成利用附加质量前后拉索测试频率识别吊杆等效计算长度的算法,由此建立了本发明的测试方法。该法测试方便,仅需对吊杆进行附加质量块前后的两次振动频率测试;而且测试精度高,可很好地解决短吊杆索力精确测试的难题。 采用本发明方法,测试精度可达到5%以内,满足工程要求。 ③技术的创造性与先进性 该法测试方便,仅需对拉索进行附加质量块前后的两次振动频率测试;而且测试精度高,可很好地解决短索索力精确测试的难题。将本发明应用于吊杆拱桥或体外预应力这类桥型进行检测或施工监测领域,可实现便捷、高精度测试短索索力,从而为该类桥梁的检测、监测提供可靠的基础数据。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 该项技术已经在技术理论、设备、软件三个方面形成整套体系,达到了可以工程应用的成熟程,并且已在多座实际桥梁当中进行了可靠性验证。该技术适合于斜拉桥、悬索桥、吊杆拱桥等索结构桥梁的拉索索力检测,操作方便、可靠性强。 ⑤应用情况及存在的问题 目前该项桥梁无损检测技术成果成功的应用于南宁大桥、大冲邕江特大桥、白沙大桥、蒲庙大桥等大跨径斜拉桥、吊杆拱桥的检测评估工程中。解决了拉、吊索内力测定、拱肋挠度测试难题,取得了很好的工程化效果。