[发明专利]用于检测在役斜拉索索力的方法

说明书

本发明公开了一种用于检测在役斜拉索索力的方法，所述方法包括：1）获取在役斜拉索的静态图像；2）获取单根在役斜拉索轴线上的多个离散点的图像坐标；3）获取单根在役斜拉索的多个离散点的修正坐标；4）获取单根在役斜拉索的多个离散点的倾斜坐标；5）根据Irvine方程和倾斜坐标对单根在役斜拉索的多个离散点进行拟合，得到在役斜拉索的平均索力。本发明的有益技术效果是：提出了一种用于检测在役斜拉索索力的方法，该方法既不用在拉索上设置传感装置，也不用接触拉索，通过拉索的图像就能实现索力检测。

技术领域

本发明涉及一种拉索索力检测技术，尤其涉及一种用于检测在役斜拉索索力的方法。

背景技术

目前常见的斜拉索索力测量方法有液压千斤顶法、压力传感器法、频率法、磁通量法、光纤光栅法等；其中，液压千斤顶法一般用于施工过程中控制索力，在运营期间用此方法测试索力就比较困难，工作量大，而且多次拉拔将会对夹片产生较大的损伤，且所测值只能反应张拉端的索力，准确性较差；压力传感器法只能测得索头的张力，但当索在张拉过程中被卡时，索头的索力较大、中部的索力较小，因此，采用压力传感器法测量索力容易出错误；磁通量法需预先将传感器穿在拉索上，对于没有预埋传感器的桥梁不能应用该方法，且传感器和测试仪器都成本较大，故很少被采用；光纤光栅法主要用于桥梁的长期实时监测，若仅作为成桥检测的手段，成本太高，不适用；频率法操作较简便，测试费用低，在工程中使用最广泛，但此方法的理论基础是两端铰支的张紧弦，这与斜拉索实际边界条件、垂度和抗弯刚度等不符，在某些场合下其测量精度不高，且通常需要反复测试才能采集到满意的波形，数据采集过程较长。

综上，现有的测试方法要么需在拉索上(或锚固端)设置传感器，若要对所有拉索的索力都进行测量，则需要布设大量传感器，而且需要测试人员上桥，且有些方法仅适用拉索张拉阶段或施工阶段。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于检测在役斜拉索索力的方法，其创新在于：所述方法包括：

1)获取在役斜拉索的静态图像；

2)根据静态图像建立二维坐标系，此二维坐标系记为图像坐标系，图像坐标系中的坐标记为图像坐标；获取单根在役斜拉索轴线上的多个离散点的图像坐标；

3)将在役斜拉索轴线所在的竖直面记为修正面，根据修正面建立二维坐标系，此二维坐标系记为修正坐标系，修正坐标系中的坐标记为修正坐标；根据三角函数，对单根在役斜拉索所辖的图像坐标进行处理，得到单根在役斜拉索的多个离散点的修正坐标；

4)以拉索的弦向为横坐标、垂直于拉索弦向的方向为纵坐标，建立二维坐标系，此二维坐标系记为倾斜坐标系，倾斜坐标系中的坐标记为倾斜坐标；根据三角函数，对单根在役斜拉索所辖的修正坐标进行处理，得到单根在役斜拉索的多个离散点的倾斜坐标；

5)根据Irvine方程和倾斜坐标对单根在役斜拉索的多个离散点进行拟合，得到在役斜拉索的平均索力。

本发明的原理是：Irvine方程是一种现有的数学模型，其表达式为：

式中，m为拉索单位长度的质量，g为重力加速度，l为拉索的弦向长度，θ为拉索的弦向与水平方向的夹角，t为拉索端部的索力，以拉索的弦向为横坐标、垂直于拉索弦向的方向为纵坐标，(x，y)即为拉索轴线上的点在前述倾斜坐标系下的无量纲化坐标；