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索张力测量仪的设计与研究-钢索拉力检测仪实践表明，只要各个环节的施工误差都能控制在设计和有关规范的要求之内，那么索结构的基本外形尺寸是容易控制的。形态控制的难点是在于协调各个施工环节中不可避免的误差和索端支点在预张拉过程中产生的弹性变形和相互影响。通过预应力的调控，对结构形状进行微调，这个微调的过程是十分复杂的，相互影响错综复杂，牵一发而动全身。要在施工前先把各种因素对索力产生的影响都计算清楚后再动手施工既难做到也无必要。施工工艺试验和工程实践表明，索结构的张拉控制应以形状控制为主、应力控制为辅，因为结构形状不到位对下道工序的施工影响太大，而索力的误差只要控制在结构安全度的范围之内就可以了。但这个安全度控制在设计允许的范围之内，施工人员一定要心中有数，与设计人员密切配合，把安全度控制在设计允许的范围之内，索内预拉力既不能太高，也不能太小。进一步分析表明，预应力索结构的索是暴露在外的，看得见摸得着，***简单的办法是用手推拉一下，就能感觉到索中拉力的大小，仅仅是难于定量而已。如果开发出一种测力仪能直接测出索中的预拉力，而且使用起来也十分方便，那么索拉力的控制问题就可迎刃而解，预应力张拉时的所谓各种“损失”也就不存在，设计施工时也就不必考虑什么“张拉控制应力”和“有效预应力”等复杂的概念，凡是用索力测定仪测到的索拉力，都是实在的、***索拉力。还应该注意到，预应力索结构中索的端头锚固处一般均设置了索长的调节螺栓，如图1所示。
索张力测量仪的设计与研究-钢索拉力检测仪用拧紧螺栓的办法就可以对索的长短及预应力进行调节，不仅施工阶段可以调节，使用阶段也可以调节。索端螺栓的调节量一般为30～40mm，可根据需要尚可适当放大或缩小，因此，预应力施工控制时不必预留什么锚具损失、摩擦损失、索端支点弹性变形损失，不同索张拉时的相互影响损失等难于计算和难于定量的损失。建议用反复张拉、逐步到位的施工工艺。张拉调试完成后用索力测定仪测到的索力就是实际建立的有效索力。尚应指出索中的预拉力一般都控制在破断拉力的15％以内，风荷作用下的拉力，一般也控制在索破断拉力的35％左右，而且拉力作用的时间是短暂的，所以索的应力松弛问题也可不必考虑。工程实践表明，用索力测定仪指导索结构形状的微调，经过3～4次反复就可满足设计要求的形状和预应力控制值。但考虑到索结构本身和相互影响的复杂性，结构受荷后其连接点、螺纹、夹紧点等会有某种松弛，主体结构也会有某种松弛变形，而索结构一般都是依附在主体结构上的，主体结构承受荷载后的变形也会影响索中内力的某种调整，所以预应力索结构建成半年至一年后应对索力进行一次***检查和调整，以确保索结构的正常工作是必要的。建议工程业主在使用过程中每隔一定时间也应对索力进行必要的抽查和维护，对新结构采取谨慎的态度是必要的。只有经过不断实践和总结，这种新结构的施工工艺才会逐步成熟。
索张力测量仪的设计与研究-钢索拉力检测仪索力测定的原理和测定仪的研制
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***正确和直观的测力方法，如图2a、2b所示。
图2a图2b
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***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。
图3
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***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，完全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）、安徽合肥淮委水利科学院、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、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、河北省保定市供电局、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。
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