基于振動頻率法的體外預(yù)應(yīng)力索力自動監(jiān)測系統(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，體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)在工程應(yīng)用中也越來越廣泛。然而，體外預(yù)應(yīng)力索在運(yùn)營一段時間后會出現(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)，更加影響其對橋梁的加固性能。因此，有必要對體外預(yù)應(yīng)力索力的變化情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。
　　

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

3、應(yīng)力索在索的長度、材料、應(yīng)用環(huán)境、振動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)測的系統(tǒng)是十分必要的。
　　 鑒于上述原因，在振動頻率法基礎(chǔ)上，本課題設(shè)計了連續(xù)剛構(gòu)橋加固體外預(yù)應(yīng)力索索力自動監(jiān)測硬件系統(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)是通過加速度傳感器采集體外預(yù)應(yīng)力

4、索振動信號，并將信號暫時存儲進(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，將振動信號數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)。軟件系統(tǒng)主要是對采集到的原始振動信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲。
　　 為了驗證體外預(yù)應(yīng)力索力自動監(jiān)測系統(tǒng)對振動信號頻率測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，設(shè)計對比實(shí)驗，分別采用動測儀和體外預(yù)應(yīng)力索力自動監(jiān)測系統(tǒng)對振動設(shè)備進(jìn)行頻率測量，最后對對比數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。
　　 最后，本課題以江津長江大橋為應(yīng)用實(shí)例，分別在江津長江大橋上游側(cè)5、