中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
斜拉橋的理想受力狀態(tài)是主塔受壓、斜索受拉的形式。主塔受壓是由對(duì)稱分布的斜索將靜、動(dòng)荷載作合理傳遞而形成的。因此斜索張拉力的大小和變化情況直接決定著主塔以及整體結(jié)構(gòu)的受力、變形狀態(tài)。為了解結(jié)構(gòu)是否安全、合理及營(yíng)運(yùn)過(guò)程中的變化情況，首先必須掌握斜索索力的變化規(guī)律。所以如何準(zhǔn)確地量測(cè)索力，一直是設(shè)計(jì)、施工和科研部門(mén)所關(guān)注的課題。常用的測(cè)量方法分為直接法和間接法兩類。例如壓力表測(cè)定法、電測(cè)法等屬直接法，通常用以施工過(guò)程中的監(jiān)控測(cè)量；振動(dòng)頻率法多用于成橋后的檢測(cè)工作。
一、壓力表測(cè)定法
在當(dāng)前的施工過(guò)程中，斜索的張拉均使用油壓千斤頂，無(wú)一例外。根據(jù)千斤頂油缸中液壓和索拉力的關(guān)系，只需測(cè)定油缸中的油壓即可求得索力。若油壓表的精度高，千斤頂系統(tǒng)完好，這種方法可以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。通常在使用之前，必須將千斤頂和配套的油壓表進(jìn)行嚴(yán)格地標(biāo)定。在千斤頂?shù)臐M荷載范圍內(nèi)，劃分若干加載級(jí)別，建立張力噸位與油壓表讀數(shù)間的相關(guān)曲線，以供施工時(shí)參考。但在實(shí)際工程中使用的油壓表的精度并不高，也容易發(fā)生故障；再者千斤頂?shù)膬?nèi)摩阻力難以準(zhǔn)確地預(yù)計(jì)，它是隨著油封的磨損程度和張拉噸位的大小而變化的。此外千斤頂是串人斜索與錨頭之間使用的，橋梁投入正常營(yíng)運(yùn)后，就無(wú)法再使用油壓表進(jìn)行索力測(cè)量。
二、電測(cè)法
電測(cè)法是運(yùn)用電阻應(yīng)變片測(cè)量的原理，將粘有電阻應(yīng)變片的張拉連桿或筒式壓力傳感器接在千斤頂上，把索力的變化轉(zhuǎn)成電信號(hào)，由 電阻應(yīng)變儀或電子秤反映出來(lái)。這種方法的精度可以達(dá)到滿量程的1/1000的誤差。應(yīng)變片用八片全橋方式貼在張拉桿上，并接有溫度補(bǔ)償和零點(diǎn)補(bǔ)償電阻。這種測(cè)力系統(tǒng)也是用于施工階段張拉索力的控制。壓力筒貼片也是八片全橋方式，但質(zhì)量容易保證，使用也比張拉桿方便。用時(shí)可套在張拉桿外面進(jìn)行檢測(cè)。壓力筒可用于施工階段張拉索力的控制，也可將其留在錨具與索孔墊板之間供長(zhǎng)期使用，進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。
通常斜拉橋的斜索比較多，而且分布廣，如果作全橋檢測(cè)需要布置的導(dǎo)線則很多很長(zhǎng)；另外壓力傳感器價(jià)格昂貴，大噸位造價(jià)更高，因此電測(cè)法雖然精確，但不宜大量使用。再者隨著時(shí)間變化應(yīng)變片對(duì)變形的反應(yīng)也越來(lái)越遲鈍，檢測(cè)誤差也將隨之增大。
三、鋼索測(cè)力儀法
鋼索測(cè)力儀是20世紀(jì)80 年代發(fā)展起來(lái)的一種測(cè)力儀器，其原理是根據(jù)張緊的完全柔性弦作橫向振動(dòng)時(shí)，張力與自振頻率之間的關(guān)系，通過(guò)測(cè)取弦的自振頻率來(lái)計(jì)算弦的張拉力。弦的張力與弦單位長(zhǎng)度的質(zhì)量、弦的長(zhǎng)度、重力加速度等因素有關(guān)。檢測(cè)時(shí)給索以特定的振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)放大、整形求出諧振周期。由周期與頻率的倒數(shù)關(guān)系代人上式求索力。實(shí)際應(yīng)用的此類儀器，一般都是經(jīng)過(guò)預(yù)先標(biāo)定，給出周期與索力的關(guān)系曲線，直接換算索力。這種方法的測(cè)試對(duì)象大多為直徑在2cm以下的細(xì)鋼絲。
四、振動(dòng)頻率法
信號(hào)處理技術(shù)在電子計(jì)算機(jī)大量涌現(xiàn)的前提下得到了長(zhǎng)足發(fā)展與應(yīng)用。這一技術(shù)推動(dòng)了斜拉橋索力檢測(cè)分析的進(jìn)步，使之能在橋梁的任何工作狀態(tài)下實(shí)時(shí)測(cè)求斜索的張力。早期的斜拉橋跨徑小、橋面窄，斜索直徑細(xì)、索力也較小，對(duì)索施加人工激振，即可形成一階駐波，使用一般的頻率測(cè)試儀就不難得到索的基頻。隨著大跨度、特大跨度斜拉橋的出現(xiàn)，斜索索力達(dá)到數(shù)千千牛甚至上萬(wàn)千牛i索的自重一般超過(guò)50kg/m，有時(shí)可達(dá)100kg/m。這種情況下，人工激振難以獲得理想的振動(dòng)信號(hào)；同時(shí)對(duì)如此之大的構(gòu)件也不可能通過(guò)預(yù)先標(biāo)定，得出頻率與索力之間的關(guān)系。為此提出了利用斜索隨環(huán)境變化時(shí)發(fā)生隨機(jī)振動(dòng)的特征，來(lái)測(cè)求斜索頻率的振動(dòng)法。將高精度拾振器采集的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，由功率譜圖上的峰值判斷斜索的各階頻率，然后再根據(jù)頻率與索力之間的關(guān)系求出索力。目前利用信號(hào)處理技術(shù)已不難解決測(cè)試頻率的問(wèn)題，但怎樣建立斜索的力學(xué)模型來(lái)精確地計(jì)算索力仍有一定的難度。例如索兩端的結(jié)點(diǎn)如何處理，索根附近安裝了減振圈應(yīng)怎樣考慮等等，都是有待解決的問(wèn)題。
中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù)：鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)、隧道檢測(cè)
