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研究分析表明:索力的测定分介入式和非介入式两种。所谓介入式测力是指在索的端头或跨中,将索断开后串接一只拉力传感器,直接将索力读出,这是一种zui正确和直观的测力方法,如图2a、2b所示。
这种测力方法的投入大,只适用于试验研究和吨位大、要求高的个别工程,不适用于布索量大的预应力索结构工程。
非介入式测力的方法也有两种,一种是震动频率测量法,即索的自振周期T与索内张力H,索长L,索的质量W成函数关系,即 ,或 ,式中g=9.81m/t2
由公式可知,测出了索的震动周期T就可算出索内的拉力H,原理比较简单,但将震动信号转化为电信号,经计算机处理后再输出索力值。这个过程需要的仪器设备多,工人掌握的难度大,也不便于高空作业。另外索端的支承条件对索的震动周期有影响,对索力测量的精确度也有影响。另一种测量索力的原理是基于索的横向位移δ与索的拉力H、横向力P和索的长度之间有函数关系,其力学原理如图3所示。索拉力H越大,横向力P作用下的位移δ越小。
用力传感器将横向力P输出,经微处理器处理后转化为索拉力,然后再用液晶显示。上述原理也比较简单,但横向力与索力之间的关系,尚与索的直径、断面构造和拉力的大小等有关,必须通过微处理器的修正和精确的标定等处理后才能获得正确而稳定的索力。通过近三年的探索,我们终于开发成功了体积小、重量轻、便于携带、便于在工地施工现场和高空作业等环境下使用的便携式索力测试仪,测力精度可控制在3%左右,达到了国外同类产品的水平,能够在张紧钢索的任何位置上迅速而准确地进行测试,经过标定后能够用于不同直径、不同种类钢索的测力,*可满足工程施工控制的需要,本产品已在深圳市中航三鑫特种玻璃技术股份有限公司、东莞坚郎幕墙有限公司、广东省建筑科学研究院(幕墙检测中心)、北京建筑研究院、杭州城市建筑科学研究院(幕墙检测中心)、安徽合肥淮委水利*、中国电气化集团武广线高速铁路、京沪线高速铁路、沪杭线高速铁路、哈大线高速铁路、北京奥运会“鸟巢”、深圳印森幕墙技术发展有限公司、深圳市科源幕墙有限公司、中咨(武汉)隧道设计研究院、浙江三礁港大桥、河南新世纪体育游乐用品有限公司、山东龙口市煤电有限公司、德泰电信(泰国)有限公司、中国台湾迪农企业有限公司、深圳市中鼎建筑技术咨询有限公司、沈阳恒安幕墙有限公司、青岛新兴建设开发总公司、河北省保定市*、沈机集团昆明机床有限公司等工程的预应力索结构施工检测中使用,效果良好。。