[发明专利]基于电阻变化的监测钢索及钢索服役状态监测方法

权利要求书

1.一种钢索服役状态监测方法，其特征在于，步骤如下：

①在新建桥梁上采用适用于新建桥梁的基于电阻变化的监测钢索，或者是将现役桥梁上的钢索改造成适用于现役桥梁的基于电阻变化的监测钢索；

所述适用于新建桥梁的基于电阻变化的监测钢索，包括钢索（1）、钢索防护套（2）、电源（3），钢索（1）由若干根钢丝（4）或钢绞线（5）组成，钢索（1）位于钢索防护套（2）中，还包括第一绝缘导线（6）、第二绝缘导线（7）和电阻信号采集仪（8）；各钢丝或钢绞线的两端分别穿过第一锚杯（9）和第二锚杯（10）固定于第一导电锚定板（11）和第二导电锚定板（12）上，各钢丝或钢绞线通过第一导电锚定板（11）和第二导电锚定板（12）联接为一导体，第一绝缘导线（6）位于钢索中心，第一绝缘导线（6）的一端穿过第一锚杯（9）固定于第一导电锚定板（11）上且第一绝缘导线（6）端部的线芯与第一导电锚定板（11）联接为一导体，第一绝缘导线（6）的另一端穿过第二锚杯（10）和第二导电锚定板（12）经电阻信号采集仪（8）与电源（3）的一端连接，第二导电锚定板（12）通过第二绝缘导线（7）与电源（3）的另一端连接；电源（3）、电阻信号采集仪（8）、第一绝缘导线（6）、第二绝缘导线（7）和钢索（1）形成一个电学回路；

所述适用于现役桥梁的基于电阻变化的监测钢索，包括钢索（1）、钢索防护套（2）、电源（3），钢索（1）由若干根钢丝（4）或钢绞线（5）组成，钢索（1）位于钢索防护套（2）中，还包括第三绝缘导线（14）和电阻信号采集仪（8），各钢丝或钢绞线的两端分别穿过第一锚杯（9）和第二锚杯（10）固定于第一导电锚定板（11）和第二导电锚定板（12）上，各钢丝或钢绞线通过第一导电锚定板（11）和第二导电锚定板（12）联接为一导体；第一导电锚定板（11）和第二导电锚定板（12）通过第三绝缘导线（14）连接电源（3）和电阻信号采集仪（8）；电源（3）、电阻信号采集仪（8）、第三绝缘导线（14）和钢索（1）形成一个电学回路；②选用材质与监测钢索材质相同的钢索作为电阻测试钢索，对电阻测试钢索进行不同程度的截面削弱，测定钢索在不同截面削弱程度下对应的电阻值，计算电阻测试钢索相对于初始状态下的电阻变化率，确定钢索电阻变化率与钢索截面削弱程度之间的定量相关关系；

选用材质和初始横截面结构与监测钢索相同的钢索作为剩余强度测试钢索，对剩余强度测试钢索进行不同程度的腐蚀，测定不同腐蚀程度的钢索的截面削弱程度和对应的剩余强度，确定钢索截面削弱程度与剩余强度之间的定量相关关系；

③监测步骤①中的监测钢索的电阻，计算相对于初始状态下的电阻变化率，根据电阻变化率确定监测钢索截面削弱程度，进而确定监测钢索的剩余强度，计算监测钢索的剩余承载力，将监测钢索的剩余承载力与桥梁钢索的设计索力相比较，即可得知钢索的服役状态。

2.根据权利要求1所述钢索服役状态监测方法，其特征在于，步骤②中，引入钢索应力历史及锈蚀程度对电阻变化率的影响作为修正因素，来进一步提高钢索电阻变化率与钢索截面削弱程度之间的定量相关关系的准确性；选用材质和初始横截面结构与监测钢索相同且服役到期后的钢索进行电阻测试，即可确定钢索应力历史和锈蚀程度对电阻变化率的影响。

3.根据权利要求1或2所述钢索服役状态监测方法，其特征在于，步骤②中，引入钢索应力历史和锈蚀程度对剩余强度的影响作为修正因素，来进一步提高钢索截面削弱程度与剩余强度之间的定量相关关系的准确性；选用材质和初始横截面结构与监测钢索相同且服役到期后的钢索进行强度测试，即可确定钢丝应力历史和锈蚀程度对剩余强度的影响。

4.根据权利要求1所述钢索服役状态监测方法，其特征在于，所述电阻信号采集仪（8）为电阻测试仪或者智能电量测量仪。

5.根据权利要求1所述钢索服役状态监测方法，其特征在于，所述适用于新建桥梁的基于电阻变化的监测钢索中，第一锚杯（9）和第二锚杯（10）分别通过螺母固定在桥梁结构主体上，在螺母与桥梁结构主体之间设有绝缘垫圈（13）；或者，第一导电锚定板与第一锚杯之间设有绝缘垫圈（13），第二导电锚定板和第二锚杯之间设有绝缘垫圈（13）。

6.根据权利要求1所述钢索服役状态监测方法，其特征在于，所述适用于现役桥梁的基于电阻变化的监测钢索中，第一锚杯（9）和第二锚杯（10）分别通过螺母固定在桥梁结构主体上，在螺母与桥梁结构主体之间设有绝缘垫圈（13）。