專利名稱：斜拉橋拉索索力自動監測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于橋梁領域，具體來說是斜拉橋拉索索力自動監測的方法及裝置。
背景技術：
斜拉橋的斜拉索作為主要受力構件，由于銹蝕嚴重造成的病害比較普遍，嚴重影響了斜拉橋正常使用的結構安全性和耐久性。目前斜拉索的檢修、養護和更換工作比較薄弱。特別是由于設計、造價等原因，一般斜拉橋主梁下部都沒有設計專門的檢查和養護設施。而斜拉橋的拉索是生命索，一旦拉索銹蝕斷裂，就有可能造成全橋的垮塌。因此，實時監測拉索的索力至關重要。目前，營運期拉索的索力監測主要有兩種方法，一是頻譜法，其通過監測拉索的頻率達到監測索力的目的，但其具有裝置復雜、難以實現實時監測等缺點，特別是對于保護措施好、減振措施多的橋梁，測試結果誤差大；二是在錨頭處安置壓力傳感器，該方法具有直觀、可靠的優點，但也存在傳感器達到使用壽命后難以更換的致命缺點。因此，開發一種實用、使用方便的實現斜拉橋拉索索力自動監測的裝置和方法勢在必行。
發明內容
針對上述現有索力監測技術存在的缺點，本發明的目的在于提供一種能夠方便易行的監測斜拉橋索力的方法。
本發明采用的技術方案是一種斜拉橋拉索索力自動監測方法，包括如下步驟(1)通過橋梁內力計算分析，同時結合維修、養護方便，確定在斜拉索上安裝索力監測裝置的合理位置；(根據內力計算的結果，依據什么原則來確定其位置)(2)在確定好的相應位置的拉索上粘貼應力傳感器，用于測定拉索的應力值；(3)在粘貼有應力傳感器的位置對應的拉索套管處開孔，引出傳感器的導電，并將開孔處進行防腐處理，并與套管外的顯示儀表連接以顯示拉索的應力變化情況，和/或與計算機連接用于統計和分析拉索索力變化情況。
本發明還提供了一種斜拉橋拉索索力自動監測裝置，包括斜拉橋拉索及拉索外的保護套管，其特征在于在所述的拉索上粘貼有用于測量應力變化的應力傳感器，所述的應力傳感器通過穿過套管的導線與保護套管外的用于顯示索力的顯示儀表和/或用于統計和分析索力的計算機的輸入連接。
本發明的有益效果是通過在拉索套管內的適當位置粘貼應力傳感器，因此可以獲得套管內拉索的應力值及應力值的變化情況，具有結構簡單、實現方便且易于維護更換的特點，并通過外部的顯示儀表進行顯示能夠對斜拉橋拉索索力進行監測，當連接計算機時，還可以利用計算機對數據進行統計和分析、預測等處理。
圖1為斜拉橋拉索索力自動監測裝置結構圖。
圖2為圖1所示的斜拉橋拉索索力自動監測裝置的橫截面圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以助于理解本發明的內容。
實施例1如圖1和圖2所示，斜拉橋拉索索力自動監測裝置，包括粘貼在構成拉索的PC鋼絞線1上的用于測定拉索應力的光纖光柵傳感器3作為應力傳感器，以及固定在聚乙烯保護套管2的顯示儀表5，光纖光柵傳感器3通過穿過套管2的導線4連接在顯示儀表5的輸入端。光纖光柵傳感器將拉索索力電信號通過導線4傳輸給顯示儀表5，由顯示儀表5實現索力的自動顯示。在拉索與套管之間有防腐材料6，同時對用于穿出導線4的套管2上的孔也要進行防腐處理。
可以理解的是，還可以直接通過導線與一臺計算機的數據采集卡連接，直接通過計算機顯示和記錄、統計索力數據，用于分析索力隨時間的變化情況，進行有效監控甚至預測。由于考慮到安全、環境等情況，所述的顯示儀表可以采用無紙智能儀表，以在顯示的同時實時記錄和存儲數據，并可下載到計算機上進行保存和處理。
為便于維護，可以如圖1和圖2所示，在拉索的鋼絞線1上粘貼2個或更多個光纖光柵傳感器3作為備用，以便相應傳感器出現問題時不必再打開套管進行更換，所用儀表也可以為兩個或兩個以上，也可以為一個，維護時只需完成備用傳感器的接線即可。
實施例2一種對斜拉橋索力監測的方法，包括如下步驟(1)通過橋梁內力計算分析，同時結合維修、養護方便，確定在斜拉索上安裝索力監測裝置的合理位置；(約在橋面以上3～5米為宜)(2)在相應位置的拉索上粘貼光纖光柵傳感器，用于獲得拉索的應力值；(3)在相應有傳感器的位置對應的拉索套管處開孔，引出電線，并將開孔處進行防腐處理，并與套管外的顯示儀表連接以顯示拉索的應力變化情況，和/或與計算機連接用于統計和分析拉索索力變化情況。
在步驟(1)通過大型有限元軟件計算確定在拉索自重的情況下，確定最能代表索力并便于維修、養護的位置。
光纖光柵傳感器作為應力傳感咕嘟，具有抗電磁干擾、靈敏度高、尺寸小、重量輕、成本低的特點，適于在高溫、腐蝕性等環境。
權利要求
1.一種斜拉橋拉索索力自動監測方法，包括如下步驟(1)通過橋梁內力計算分析，同時結合維修、養護方便，確定在斜拉索上安裝索力監測裝置的合理位置；(約在橋面以上3～5米為宜)(2)在確定好的相應位置的拉索上粘貼應力傳感器，用于測定拉索的應力值；(3)在粘貼有應力傳感器的位置對應的拉索套管處開孔，引出傳感器的導電，并將開孔處進行防腐處理，并與套管外的顯示儀表連接以顯示拉索的應力變化情況，和/或與計算機連接用于統計和分析拉索索力變化情況。
2.根據權利要求1所述的斜拉橋拉索索力自動監測方法，其特征在于在步驟(1)通過大型有限元軟件計算確定在拉索自重的情況下，確定最能代表索力并便于維修、養護的位置。
3.根據權利要求1所述的斜拉橋拉索索力自動監測方法，其特征在于在步驟(2)中用所用的應力傳感器為光纖光柵傳感器。
4.一種斜拉橋拉索索力自動監測裝置，包括斜拉橋拉索及拉索外的保護套管，其特征在于在所述的拉索上粘貼有用于測量應力變化的應力傳感器，所述的應力傳感器通過穿過套管的導線與保護套管外的用于顯示索力的顯示儀表和/或用于統計和分析索力的計算機的輸入連接。
5.如權利要求4所述的斜拉橋拉索索力自動監測裝置，其特征在于所述的應力傳感器為光纖光柵傳感器。
全文摘要
本發明公開了一種斜拉橋拉索索力自動監測方法，包括如下步驟(1)通過橋梁內力計算分析，同時結合維修、養護方便，確定在斜拉索上安裝索力監測裝置的合理位置；(2)在相應位置的拉索上粘貼應力傳感器，其可實現索力的監測；(3)在相應有測力裝置的拉索套管處開孔，引出導線，并與固定在套管上的顯示儀表相連接，實現索力的自動顯示；或通過計算機進行統計和分析。還提供了一種自動監測裝置。本發明的這種索力監測方法，可以實時監測索力，并且使索力監測系統的更換簡單化。
文檔編號G01L5/10GK101055216SQ20071010309
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月28日 優先權日2007年5月28日
發明者周建庭, 曾德榮 申請人:重慶交通大學