Ⅰ 拉索索力监测 4.8.1 拉索索力监测应符合下列规定： 1 监测方法可包括压力表测定千斤顶油压法、压力传感器测定法、振动频率法； 2 压力表测定千斤顶油压法与振动频率法监测精度宜为满量程的5.0％，压力传感器测定法监测精度宜为满量程的3.0％； 3 振动频率法监测索力的加速度传感器频响范围应覆盖索体振动基频，采用实测频率推算索力时，应将拉索及拉索两端弹性支承结构整体建模共同分析； 4 索力监测系统在设计时，宜与结构内部管线、通信设备综合协调； 5 拉索索力监测预警值应结合工程设计的限值、结构设计要求及监测对象的控制要求综合确定。 4.8.2 索力监测应符合下列规定： 1 应确保锚索计的安装呈同心状态； 2 采用振动频率法监测时，传感器安装位置应在远离拉索下锚点而接近拉索中点，量测索力的加速度传感器布设位置距索端距离应大于0.17倍索长； 3 日常监测时宜避开不良天气影响，且宜在一天中日照温差最小的时刻进行量测，并记录当时的温度与风速。 Ⅱ 腐蚀监测 4.8.3 在氯离子含量较高或受腐蚀影响较大的区域或有设计要求时，可进行腐蚀监测。 4.8.4 腐蚀监测应符合下列规定： 1 腐蚀监测方案中应包括腐蚀监测方法、监测参数、监测位置和监测频次； 2 腐蚀监测宜选用电化学方法，电化学监测方法可选用电流监测、电位监测，也可同时采用电流和电位监测； 3 腐蚀监测参数可包括结构腐蚀电位、腐蚀电流和混凝土温度； 4 腐蚀监测位置应根据监测目的，结合工程结构特点、特殊部位、结构连接位置、不同位置的腐蚀速率等因素确定；测点宜选择在力与侵蚀环境荷载分别作用的典型区域及侵蚀环境荷载作用下的典型节点； 5 腐蚀传感器应能分辨腐蚀类型、测定腐蚀速率。可采用外置式和嵌入式两种方式布置：对于新建结构，可在施工过程中将传感器埋入预定的位置；对既有结构，可在结构相应测点的邻近位置外置传感器。 条文说明
4.8.1 索力监测的方法较多，还有三点弯曲法、激光测振法、光纤传感器测试法、磁通量法等。比如直径不大于36mm拉索索力可采用三点弯曲法量测。激光测振法与光纤传感器测试法均通过测定索的位移来测索力。采用磁通量法监测时，磁通量传感器穿过拉索安装完成后，应与拉索可靠连接，防止在吊装或施工过程中滑动错位。磁通量传感器应与拉索一起校准后使用，材料、截面尺寸等不同的拉索应分别进行校准。 振动频率法一般适用于已张拉完成的索的索力检测。在脉动或简单扰动情况下，以检测拉锁的一阶或二阶模态为主。
图1 索体前二阶横向振动模态示意图 当索支承端满足铰接要求且不考虑抗弯刚度时，索力可按下式计算：
式中：ρ——拉索单位长度质量(kg/m)； l——拉索有效长度(m)； n——索面外振动型阶数； fn——钢索的n阶横向自振频率(Hz)； T——索轴力(N)。 当考虑索的抗弯刚度，索力可按下式计算：
对于短索，利用振动频率法监测索力应考虑抗弯刚度对索力的影响，索结构抗弯刚度对张紧索自振特性的影响，可按式下式计算：
式中：wn——拉索第n阶自振频率； H——索力的水平分量； E——拉索弹性模量； I——拉索截面惯性矩。 其他符号与公式(2)相同。 三点弯曲法量测时，索力可按下式计算：
式中：T——索力(N)； P——横向推力(N)； δ——拉索中点的横向相对位移量(mm)； L——拉索的长度(mm)。 长短索如果考虑环境激振来获取频率，应读较长时间，不应少于5min；人工激振由于读数从激振到衰退时间较快，大概30s，需要有一定经验的人敲锤并测试。 当需了解在恶劣天气条件下(如台风、暴雨等)索力和其他构件的受力状态，可考虑在拉索上安装长期监测的传感器，进行实时监测。 磁通量法的监测索力原理是利用导磁率与应力之间的线性关系，通过监测缠绕在索体上的线圈组成电磁感应系统的磁通量变化确定索力。 4.8.2 为了减小温度作用的影响，量测宜在日照温差最小的时刻进行，如日出之前2h～3h或晚上。 4.8.4 特殊部位即存在缝隙、呈突出或凹陷状态的区域；结构连接位置，如焊缝、螺栓连接处、受温度交替变化或应力循环变化的区域。腐蚀监测位置确定时可考虑在预期最高、最低或中等腐蚀速率的部位进行监测。侵蚀环境区域可考虑工程中结构与环境(如水)接触的区域、不同材料接触区域、腐蚀监测设备安装触及区域等。 |
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