本實(shí)用新型涉及一種智能拉索，特別是一種帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索。

背景技術(shù)：

拉索是拱橋、斜拉橋、懸索橋等索類橋梁的重要構(gòu)件之一，作為重要的受力構(gòu)件，其受力狀況對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全起到極其重要的作用。拉索的工作狀態(tài)是橋梁是否處于安全狀態(tài)的重要標(biāo)志之一。在橋梁拉索安裝的施工過(guò)程和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中及時(shí)了解拉索的索力狀況很有必要。因此，能夠準(zhǔn)確測(cè)量拉索索力值具有重要意義。

目前測(cè)量索體索力主要方法有振動(dòng)頻率法、磁彈效應(yīng)法、壓力傳感法等方法。

振動(dòng)頻率法是基于弦振動(dòng)理論：索拉力與自振頻率之間存在簡(jiǎn)單的關(guān)系，因此可以由測(cè)得的自振頻率計(jì)算得到索力。但這種方法沒(méi)有將拉索的垂度和抗彎剛度考慮在內(nèi)，在實(shí)際應(yīng)用中誤差較大。

磁通量法基于索體的導(dǎo)率與索力有關(guān)系；此種方法適用性強(qiáng)，長(zhǎng)效性能優(yōu)越，適合施工過(guò)程、運(yùn)營(yíng)期長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)，以及橋梁和空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)后期服役階段長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)。但是由于磁通量傳感器及其測(cè)量設(shè)備磁彈儀價(jià)格較貴，其經(jīng)濟(jì)性較差。

公開號(hào)CN 202401395 U 實(shí)用新型專利，公開了“橋梁用智能纜索”，這種纜索通過(guò)內(nèi)置光纖光柵傳感器，通過(guò)測(cè)量光纖光柵傳感器的波長(zhǎng)變化測(cè)量纜索所受索力值，但是，由于光纖光柵傳感器與鋼絲采用低溫鍵合方式固定，因此，技術(shù)實(shí)施難度大；光纖光柵傳感器信號(hào)傳輸線為光纜，易受損，保護(hù)難度大；且傳感器自身收到溫度影響較大，測(cè)量精度較低；信號(hào)線的引出方式采用預(yù)埋鋼管的方式，影響索體美觀，且會(huì)影響索體的防腐性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索，該智能拉索將索力測(cè)量傳感器作為拉索結(jié)構(gòu)的一部分，埋設(shè)在拉索錨頭內(nèi)部，通過(guò)固化材料與拉索形成統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，既可在拉索施工過(guò)程監(jiān)測(cè)中、還可以后期服役階段實(shí)時(shí)測(cè)量錨具內(nèi)應(yīng)變和溫度,進(jìn)而測(cè)量索力；其拉索結(jié)構(gòu)新穎、安裝方便，測(cè)量精度高，以解決已有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。

解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索，包括拉索索體、位于拉索索體兩端的錨頭、與錨頭依次連接的連接筒和密封筒，該拉索還帶有一索力測(cè)量結(jié)構(gòu)，所述索力測(cè)量結(jié)構(gòu)包括通過(guò)冷鑄料固化在一端錨頭內(nèi)部的索力測(cè)量傳感器以及進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理的外部測(cè)試儀器，該索力測(cè)量傳感器通過(guò)耐高溫?cái)?shù)據(jù)傳輸線穿過(guò)錨板與外部測(cè)試儀器連接。

所述的一種帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述索力測(cè)量傳感器通過(guò)細(xì)鐵絲與拉索索體的鋼絲捆扎在一起。

所述帶有索力測(cè)量傳感器的錨頭端的端頭還有一塊蓋板，耐高溫?cái)?shù)據(jù)傳輸線通過(guò)蓋板處引出。

所述索力測(cè)量傳感器是振弦式應(yīng)變計(jì)或是光纖光柵應(yīng)變計(jì)或其他類型的應(yīng)力傳感器。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型之帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索具有以下特點(diǎn)和有益效果：

1、既可在拉索施工過(guò)程監(jiān)測(cè)中、還可以后期服役階段實(shí)時(shí)測(cè)量錨具內(nèi)應(yīng)變和溫度,進(jìn)而測(cè)量索力；測(cè)量方便、精度高：

本實(shí)用新型之帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索將索力測(cè)量傳感器作為拉索結(jié)構(gòu)的一部分，在拉索使用之前，張拉標(biāo)定工作已完成，可以在拉索張拉施工及后期服役期直接應(yīng)用。

2、拉索結(jié)構(gòu)新穎、安裝方便、堅(jiān)固：

①本實(shí)用新型之帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索將索力測(cè)量傳感器傳感器埋設(shè)在拉索錨頭內(nèi)部；通過(guò)固化材料與拉索形成統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，端頭還有一塊蓋板，通過(guò)蓋板處引出線纜，不影響索體原有結(jié)構(gòu)，因此不會(huì)影響索體的外觀及防腐性能。

②傳感器不易受到外界碰撞而損壞，結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)。

3、便于統(tǒng)一監(jiān)測(cè)管理：

本實(shí)用新型之帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索的索力測(cè)量傳感器與多通道數(shù)據(jù)采集儀連接，可以同時(shí)監(jiān)測(cè)多根拉索。

下面，結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型之一種帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索的技術(shù)特征進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是標(biāo)準(zhǔn)索力測(cè)量傳感器的頻率值與拉索索力值的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線圖。

圖中：

1-蓋板，2-螺栓，3-索力測(cè)量傳感器，4-耐高溫?cái)?shù)據(jù)傳輸線，5-帶索力測(cè)量傳感器端錨頭，

6-錨板，7-冷鑄料，8-螺母，9-連接筒，10-密封筒，11-約束圈，12-拉索鋼絲。

具體實(shí)施方式

一種帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索：

如圖1所示，該帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索包括拉索索體12、位于拉索索體12兩端的錨頭、與錨頭依次連接的連接筒9和密封筒10以及索力測(cè)量結(jié)構(gòu)，所述索力測(cè)量結(jié)構(gòu)包括通過(guò)冷鑄料7固化在一端錨頭內(nèi)部的索力測(cè)量傳感器3以及進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理的外部測(cè)試儀器，該索力測(cè)量傳感器3通過(guò)耐高溫?cái)?shù)據(jù)傳輸線4穿過(guò)錨板6與外部測(cè)試儀器連接。

所述索力測(cè)量傳感器3是振弦式應(yīng)變計(jì)，通過(guò)細(xì)鐵絲與拉索索體12的鋼絲捆扎在一起。

所述帶有索力測(cè)量傳感器3的錨頭端的端頭還有一塊蓋板1，耐高溫?cái)?shù)據(jù)傳輸線4通過(guò)蓋板1處引出線纜，不影響索體原有結(jié)構(gòu)，也不會(huì)影響索體的外觀及防腐性能。

所述冷鑄料7也可以是其他的低溫固化材料。

作為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種變換，所述索力測(cè)量傳感器3也可以是其他類型的應(yīng)力傳感器如光纖光柵應(yīng)變計(jì)，安裝方法與振弦式應(yīng)變計(jì)相同。

該帶索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的智能拉索實(shí)現(xiàn)拉索索力測(cè)量的方法，是將索力測(cè)量結(jié)構(gòu)的索力測(cè)量傳感器3作為拉索結(jié)構(gòu)的一部分安裝在拉索錨頭內(nèi)，并在拉索使用之前完成索力測(cè)量傳感器3的張拉標(biāo)定工作（參見(jiàn)附表一標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器的頻率值與拉索索力值的對(duì)應(yīng)關(guān)系)，得出標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器的頻率值與拉索索力值的對(duì)應(yīng)關(guān)系公式和曲線(參見(jiàn)說(shuō)明書附圖圖2)；

該曲線的計(jì)算公式為： 公式一

上述公式一中：

Y為拉索索力，

，

； 公式二

上述公式二中：

F為傳感器實(shí)時(shí)頻率，單位：Hz；

R₀為初始讀數(shù)；

G₀為標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)。

在拉索張拉施工前，再將索力測(cè)量傳感器3通過(guò)耐高溫?cái)?shù)據(jù)傳輸線4穿過(guò)錨板6與外部測(cè)試儀器連接；實(shí)現(xiàn)在拉索張拉施工期間及后期服役期直接對(duì)拉索索力進(jìn)行測(cè)量。

其具體步驟不屬于實(shí)用新型保護(hù)范圍，此處不再贅述。

附表一：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器的頻率值與拉索索力值的對(duì)應(yīng)關(guān)系