[实用新型]可拆卸式原位力检测器

说明书

可拆卸式原位力检测器属于桥梁索力检测领域。包括数据处理装置、右角度计、右上转动片、右下转动片、右上固定端子、右侧连接架、右中固定端子、右下固定端子、下校准索、上校准索、上磁通量套筒、上右感应单元、上激励单元、上左感应单元、下右感应单元、下激励单元、下左感应单元、下磁通量套筒、左下固定端子、左中固定端子、左上固定端子、左上转动片、左下转动片、左角度计和左侧连接架；装置在安装后可拆卸检校；减少了漏磁问题的发生，测量准确度相较于哈弗式磁通量索力测量仪有很大提高。

技术领域

可拆卸式原位力检测器属于桥梁索力检测领域。

背景技术

伴随着我国经济建设和对外开放的迅速发展，桥梁技术的不断进步和人们对桥梁美学因素的要求，拉索技术日益广泛地应用在大跨度桥梁中。其中典型的应用有悬索桥的主缆、吊索，斜拉桥的斜缆索、拱吊桥的吊索等。作为上述大型桥梁结构的核心构件，桥跨结构的重量和桥上活载绝大部分通过拉索传递到塔柱上。据不完全统计，我国大跨径拉索类桥梁有300余座，绝大部分拉索存在不同程度的病害，近年来，因桥梁拉索断裂造成桥梁垮塌的严重事故也有所发生。2011 年宜宾小南门金沙长江大桥吊杆断裂，桥面垮塌；2010年南坪玉屏大桥断裂换索。可见由于长期处于交变应力、腐蚀和风致振动的环境中，拉索极易造成局部疲劳与损伤，不仅导致其使用寿命缩短，且直接影响结构的内力分布和结构线型，危及整个结构安全。索作为一种柔性构件，与刚性构件具有不同的受力特性：没有抗压刚度，只能承受拉力，具有明显的几何非线性，容易产生松弛和应力损失。桥梁拉索的受力与工作状态是直接反映桥梁是否处于正常运营的重要标志之一。在设计和施工时，需要对桥梁拉索索力进行检测和优化，以使得塔、梁处于最佳受力状态。在成桥后，也需要不断监测索力的变化，了解拉索的工作状态，及时进行调整，使之符合设计需求。中华人民共和国行业标准CJJ99-2003《城市桥梁养护技术规范》5.9.5中要求：“拉索索力必须每年进行一次测量，大桥竣工后最后一次调索的索力应与设计索力进行比较”。中华人民共和国行业推荐标准JTG/T J21-2011《公路桥梁承载能力检测评定规程》中明确指出，索力是斜拉桥与悬索桥的主要加载测试项目之一，是反映桥梁状态的重要参数之一。因此桥梁索力检测业务是各检测机构是一种不可或缺的检测项目和基本能力。

用磁通量法测定斜拉桥的索力，国外应用较多，多座实际桥梁结构的安全检测表明效果很好。磁通量法是利用放置在索中的小型电磁传感器，测定磁通量变化，根据索力、温度与磁通量变化的关系，推算索力。该法所用的关键仪器是电磁传感器(E—M传感器)，这种传感器由两层线圈组成，除磁化拉索外，它不会影响拉索的力学及物理特性。对任一种铁磁材料，在实验室进行几组应力、温度下的试验，建立磁通量变化与结构应力、温度的关系后，即可用来测定由该种材料制造的拉索索力。

铁磁材料磁通量密度B与有效磁场H的关系为：

B＝μ·H

其中：H——有效磁场，H＝H_外加+H_内部(M)，H_内部为磁化程度M 的函数；

B——磁通量密度；

μ——磁通量渗透系数，是应力σ、温度T、有效磁场H的函数。

材料中的应力变化时，磁滞曲线也发生变化。测定磁通量渗透系数μ就可推算出拉索的应力。

1)闭环式磁通量索力测量仪

闭环式磁通量传感器是利用钢索作为铁芯而达到励磁效果。主要用于施工期实时监控及后期的长期监测，将传感器安装在拉索上，为套入式安装，为穿心式传感器，较适合在新建桥梁拉锁安装使用。因其在工厂制作好、测试完成后，在工地现场挂索的过程中，需要将传感器安装到拉索上，如果是成品索类，则需要在工厂制索过程中，锚具安装前将磁通量传感器安装到拉索上。

2)哈弗式磁通量索力测量仪