斜拉索是將主梁用許多拉鎖直接拉在橋塔上的一種橋梁,由承壓的橋塔,受拉的斜拉索和承彎的梁體組合起來的結(jié)構(gòu)體系,如下圖所示.其中斜拉索是斜拉橋的重要受力構(gòu)件,斜拉索承受著張力,梁體結(jié)構(gòu)重量和橋上的載重大部分都通過斜拉索傳遞到橋塔.斜拉索的張力大小直接影響斜拉橋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性.正常情況下,各斜拉索按設(shè)計(jì)的索力相互協(xié)作,共同承受載荷,維持橋梁的線性結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性.但實(shí)際中,施工的誤差,意外的打擊,錨固體的松弛,材料疲勞等原因,常常出現(xiàn)索力與設(shè)計(jì)不符合的現(xiàn)象,這會嚴(yán)重影響橋梁的安全.因而,及時而準(zhǔn)確地監(jiān)測斜拉索拉力具有重大意義。
目前,現(xiàn)場測定斜拉索索力方法主要有4種:
(1)壓力表法測定;
(2)壓力傳感器測定法;
(3)磁通量法;
(4)頻率法.其中頻率法是利用精密測振器,獲得斜拉索在環(huán)境振動激勵下的振動信號,經(jīng)過濾波,放大和頻譜分析,再根據(jù)頻譜圖確定斜拉索的自振頻率,再根據(jù)索力與斜拉索自振頻率間的對應(yīng)關(guān)系獲得索力。
采用傳統(tǒng)的吸附式加速度傳感器測量每一個鋼索上振動信號,需要有登高作業(yè),大量的傳感器線纜,時效性差。如果采用具有遠(yuǎn)程,非接觸等特點(diǎn)的激光測振儀測量,則大大提高測量效率,而且測量更準(zhǔn)確。
采用激光測振儀,只需要將激光測振儀放置在橋面上,將激光束打到拉索上測量拉索的的振動。通過這種方法,快則幾分鐘就可以測得一根拉索的振動信號,這比傳統(tǒng)加速度傳感器節(jié)約大量測量時間。