基于振動(dòng)頻率法的體外預(yù)應(yīng)力索力自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為一種可靠有效的加固手段，能夠大幅度的使出現(xiàn)病害結(jié)構(gòu)的受力得到改善，對(duì)提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗裂性和結(jié)構(gòu)承載力有很好的效果，在舊橋加固中日益凸顯其重要性，尤其在大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁中效果明顯。隨之而來(lái)，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在工程應(yīng)用中也越來(lái)越廣泛。然而，體外預(yù)應(yīng)力索在運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損，從而影響體外預(yù)應(yīng)力索的受力情況、工作狀態(tài)，更加影響其對(duì)橋梁的加固性能。因此，有必要對(duì)體外預(yù)應(yīng)力索力的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　

2、 目前測(cè)量索力的方法主要有:油壓表讀數(shù)法、壓力傳感器測(cè)定法、振動(dòng)頻率法、磁通量法等，顯然，除了振動(dòng)頻率法外其它方法均不適合應(yīng)用于體外預(yù)應(yīng)力索的索力測(cè)量。振動(dòng)頻率法是按理想弦振動(dòng)方程建立起來(lái)的，或者是考慮索的抗彎剛度、垂度等影響建立起的修正公式。通過(guò)查閱國(guó)內(nèi)相關(guān)論文發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)頻率法通常應(yīng)用于斜拉橋或懸索橋等橋型的索力測(cè)量中，而甚少或幾乎沒(méi)有應(yīng)用于對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁加固體外預(yù)應(yīng)力索力的長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)。
　　 斜拉橋拉索與連續(xù)剛構(gòu)加固體外預(yù)

3、應(yīng)力索在索的長(zhǎng)度、材料、應(yīng)用環(huán)境、振動(dòng)特性等方面均不相同，因此不能將應(yīng)用于斜拉橋拉索索力監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)照搬到連續(xù)剛構(gòu)橋梁加固體外預(yù)應(yīng)力索力監(jiān)測(cè)之上。因此，研發(fā)出一套適合用于連續(xù)剛構(gòu)橋梁加固體外預(yù)應(yīng)力索索力監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)是十分必要的。
　　 鑒于上述原因，在振動(dòng)頻率法基礎(chǔ)上，本課題設(shè)計(jì)了連續(xù)剛構(gòu)橋加固體外預(yù)應(yīng)力索索力自動(dòng)監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。其中，硬件系統(tǒng)主要由單片機(jī)和加速度傳感器構(gòu)成。硬件系統(tǒng)的主要任務(wù)是通過(guò)加速度傳感器采集體外預(yù)應(yīng)力

4、索振動(dòng)信號(hào)，并將信號(hào)暫時(shí)存儲(chǔ)進(jìn)單片機(jī)中，待接收到上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送命令后，將振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)。軟件系統(tǒng)主要是對(duì)采集到的原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
　　 為了驗(yàn)證體外預(yù)應(yīng)力索力自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)信號(hào)頻率測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分別采用動(dòng)測(cè)儀和體外預(yù)應(yīng)力索力自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)設(shè)備進(jìn)行頻率測(cè)量，最后對(duì)對(duì)比數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。
　　 最后，本課題以江津長(zhǎng)江大橋?yàn)閼?yīng)用實(shí)例，分別在江津長(zhǎng)江大橋上游側(cè)5、