检测速查手册

索力测试

介绍了索力测试的常规做法。

#检测依据及适用范围

#JTG/T J21-01-2015

#《公路桥梁荷载试验规程》

适用于新建、加固或改建公路桥梁的荷载试验。

#名词解释

#名词解释

  • 自振频率：指单位时间内振动的次数，单位Hz，是桥梁结构固有特性，只与结构的刚度和质量有关，与刚度成正比，与质量成反比

  • 基频：指结构的第一阶固有频率

  • 时域：曲线横轴为时间的域，也就是说曲线的幅值随时间变化

  • 频域：对时域曲线进行FFT变换，得到的结果是幅值随频率变化的曲线，也就是频域

  • 采样频率：指单位时间内采样的次数，比如设置采样频率为100Hz，则采样100次/s

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  • 带宽：FFT分析时，信号分析的最大频率范围称为带宽，其值=采样频率/频率比值，如图所示，采样频率为100，频率比值固定为2.56，则带宽=100/2.56=39.063Hz
  • 谱线：FFT分析得到的频谱曲线图事实上并不是连续的，而是由多个频率点相连绘制而成，每一个频率点则对应一条谱线，如图所示设置的谱线数为400，则意味着这个频谱曲线图是由400个离散的频率点相连绘制而成
  • 频率分辨率：指频谱曲线图中，相邻两条谱线之间的间距，如图所示，带宽为39.063Hz，谱线数为400，则频率分辨率df=39.063/400=0.098Hz
  • 重叠率：FFT分析只能对有限长度的时域信号进行变换，进行一次FFT分析所截取的时域信号长度，称为1帧，帧长度=1/频率分辨率，若重叠率设为50%，表示这一帧的信号将与下一帧的信号有50%是共用的，提高重叠率，可以增加平均次数，一般用于事后分析
  • 平均次数：指进行平均谱计算的次数，与采样时间、采样频率、谱线数、频率比值以及重叠率有关，当重叠率为0时，平均次数=（采样时间×采样频率）/（谱线数×频率比值），如下图所示，平均次数=（998.76×100）/（400×2.56）=97.5

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#荷载试验通用规定

#一般规定

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#试验设备

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#测试要求

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#索力测试相关规定

#一般规定

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#一般规定

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✅Tips:

当拉索的细长比较小（又粗又短），且索的两端至少有一段固结时，规范中列出的索力计算公式不适用。

#拉索频率测试

拉索频率的测试可采用环境随机振动法，当测试系统灵敏度不够时，可采用人工激振，测量时应临时解除阻尼器，传感器安装位置应索股锚固端。

#拉索索力的确定

根据拉索索力测定的原理，确定索力的方法与拉索的约束条件等有关。从式（B.0.4-2）可以看出，确定索力时，索长和频率均为二阶因子。这意味着：对较长索而言，频率的测试精度要求很高，抗弯刚度的影响也较小；对较短的索来说，则对计算索长的确定比较严格。

也就是说，对较长的索直接采用式（B.0.4-1）计算索力，实际误差不会很大；对较短索的索力，式（B.0.4-1）的计算误差相对会大一些，所以要考虑其他因素，如刚度、安装了阻尼器的短斜拉索（包括系杆拱短吊杆）的边界条件等。