基于磁弹效应的索力测试系统在斜拉桥上的应用.pdf

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1、第45卷第12期2014年l2月建筑技术Vo1．45No．12Dec．2014ArchitectureTechnology·1119·基于磁弹效应的索力测试系统在斜拉桥上的应用逯彦秋l，2，v，安关锋2，程进(1．同济大学，200092，上海；2．广州市市政集团有限公司，510060，广州；3．北京市首都公路发展集团有限公司，101102，北京)摘要：基于磁弹效应原理，以磁通量传感器为手段，建立斜拉桥索力测试系统。该监测系统是一个适用于桥梁拉索监测的平台，可用于远程实时及长期监测、分析现有桥梁拉索的状况。将监测系统应用于北京市某斜拉桥上进行索力监测，比较监测结果与索力设计值后，发现两者具

2、有较好的一致陛，监测值较准确，可满足工程上的精度要求。关键词：索力测量；监测系统；磁通量传感器；磁弹效应；斜拉桥中图分类号：U443．3文献标志码：B文章编号：1000—4726(2014)12—1119—04APPLICATIONOFCABLEFoRCEMoNIToRINGSYSTEMBASEDoNMAGNETOELASTICEFFECToNCABIE—STAYEDBRIDGELUYan-qiu'，ANGuan-feng，CHENGJin(1．TongjiUniversity，200092，Shanghai，China；2．GuangzhouMunicipalGroupCo．，Ltd．

3、，510060，Guangzhou。China；3．BeijingCapitalHighwayDevelopmentGroupCo．，Ltd．，101102，Beijing，China)Abstract：Inthepaper，thecableforcemonitoringsystembasedonmagnetoelasticeffect，bymeansofelectromagneticsensom，isbuiltandusedononecable—stayedbridgeinBeijing，whichmayachieveonlineautomonitoringthecableforceo

4、fcable-stayedbridge．Themonitoringsystemresultsandthedesignresuhsofcableforcearecomparedandtheyhavegoodconsistency，SOthemonitoringsystemresultsisaccurateandcanmeetengineeringrequirements，andthemonitoringsystemmaybeusedinonlineautomonitoringthecableforceofcable-stayedbridge．Keywords：measurementofca

5、bleforce；monitoringsystem；electromagneticsensor；magnetoelasticeffect；cablestayedbridge桥梁拉索是斜拉桥和悬索桥的核心受力构件。也产生应力，使磁导率发生变化。磁导率的变化可反映索是桥梁正常工作的保障。在桥梁结构使用过程中，由于力的变化m]，铁磁材料磁导率变化与应力关系为：拉索长期处于交变应力、腐蚀和风致振动的环境中．易Atz=一2A()or(1)D造成局部疲劳与损伤，索长期在这样环境下使用。不仅式中：△为磁导率发生变化；为应力；入为磁化导致其使用寿命缩短，且直接影响结构的内力分布和饱和状态铁磁材料磁致伸系

6、数；。为不受外力作用结构线型，危及整个桥梁结构安全r]。为确保索安全，下铁磁材料的磁导率；Bm为磁化饱和状态下磁感应首先要了解桥、梁索的受力情况，做到实时掌握索的受强度。力大小及分布规律。为解决这一问题。本文基于磁弹效铁磁材料在外力作用下，磁化饱和状态铁磁材料应原理，以磁通量传感器为手段，建立了拉索索力测试的磁致伸系数入m及磁感应强度并不发生改变，因此系统。通过该系统可实现实时在线监测，准确评价拉索应力与磁导率△有很好的线形关系。的力学性状，延长索的使用寿命，确保桥梁的结构安全，降低桥梁维护成本，提高桥梁的管养水平E4-73。2磁通量索力测试系统1磁弹效应基本原理磁通量索力测试系统主要由

7、硬件系统及软件系统两部分组成。其中硬件系统包括传感器和配套磁弹仪铁磁材料受到力的作用时，会产生相应变形。从而等。磁弹仪自身带有操作平台和LED显示器，能实现16个通道测量，可直接操作读数，也可通过仪器上的通讯收稿日期：2014—07—23基金项目：博士后基金资助项目(2013M542160)接口与计算机系统连接。实现自动数据采集或远程操作者简介：逯彦秋(1975一)，男，黑龙江大庆人，高级工程师，博士，mail控。磁通量索力测试系统