试验检测作业指导书(4)

频率法测试斜拉索索力作业指导书

编号：WC205-④-2-增2.2.6

一、 测试原理

频率法的测试原理是利用精密拾振器，拾取拉索在环境振动激励下的振动信号，经过滤波、放大和频谱分析，确定拉索的固有频率，利用索的张力和固有频率的关系计算索力。

主要承受轴向拉力的吊杆，不考虑抗弯刚度EI时，应用动力学普遍原理可以建立均匀线密度的吊杆在无阻尼时的自由振动方程为：

?2u?2u?T2??2?0 式（1） ?x?t式中：ρ表示弦的线密度；u(x，t)表示横向位移函数；x为纵向坐标；t为时间；T表示张力；EI表示吊杆的抗弯刚度。当构件两端的边界条件可以简化为两端铰接时，则微分方程(1)的解为：

f2nT?4?l2 式（2）

n2式中：ｌ表示吊杆拉索的计算长度；fn表示第n阶固有频率；n表示振动阶次。根据（2）式可得：

fn?nT 式（3） 24?l则fn?nf1，f1??fn，f1为吊杆拉索自由振动的第一自振频率，?fn为两阶自振频率之差。这两个公式相当于吊杆拉索自振频率的判断准则，在频域里，吊杆拉索的频谱图是一个等间距的谱线。它可以判断哪些频谱是索的自振频率，哪些频谱是索的受迫振动频率，以及某个谱线是索的第几阶频率。

如果已知吊杆拉索的计算长度l，弦的线密度ρ，再测出它的前几阶振动频率，则根据式（2）就可以求出它所受的拉力，这就是振弦式索力测试仪的基本原理。

二、 测试方法

振动法可采用激振器或人工激振，也可采用环境随机振动法。测试时将传感器用索夹或绑带固定在拉索上，进行激振和信号采集，得到索的固有频率。

三、 影响频率法测试精度的几个因素

1． 吊杆拉索边界条件的影响。实际上吊杆拉索的边界条件并不都是十分明确，能够简化成铰接的。一般认为边界条件对长索及低阶振型振动影响较弱，对短索及高阶振型振动影响较强。

2． 拉索有效长度的确定。拉索有效长度对索力测试结果影响很大，目前还没有计算索力有效长度的解析式，已有资料只是一些相关测试经验。

3． 吊杆拉索抗弯刚度的影响。长索的抗弯刚度很小可以忽略，但对于较短的索，如果忽略该项就使求得的索力产生较大的误差一-般使测试索力比真实索力偏大。由于吊索截面的惯性矩难以精确确定，准确的计算弯曲刚度比较难。

4． 吊杆套管对索力的影响。套管的影响是个不可忽略的因素，但影响的大小是个难以准确界定的问题。综合以上分析，频率法对于长索测试精度较好，对于短索则反之。

5． 斜拉索初应力较小时计算索力应计入垂度的影响。斜拉桥施工中斜拉索都要经过几次张拉。第一次张拉索的初应力较小，垂度较大、垂度对试测低阶频率影响较大，为了减小垂度对试测索力的影响，建议采用4阶以上频率计算索力。

相关检测仪器操作规程：

1．ZJQY-3-C-009 JMM-268索力动测仪测试操作规程 相关检测原始记录表格：

1．ZJQY-4-YB-009 斜拉索索力测试现场记录表格

高应变桩基承载力作业指导书

编号：WC205-④-2-增1.2.2

一、 仪器设备

包括力传感器，加速度计，打桩器械以及显示装置、数据采集装置、处理装置、记录装置等。仪器应经过标定。

二、 适用范围

1． 监测预制桩打入时的桩身应力与桩锤效率，选择沉桩设备与工艺参数； 2． 选择预制桩合理的桩型和桩长；

3． 采用实测曲线拟合法估计桩侧与桩端土阻力分布，模拟静载试验Q-S曲线等。

三、 资料收集

1． 工程名称及建设、设计、施工单位名称； 2． 试桩区域内建筑场地的工程地质勘察报告； 3． 桩基础施工图； 4． 工程桩施工记录；

5． 试桩桩身混凝土强度试验报告； 6． 试桩桩顶处理前、后标高。

四、 抽样方法

对工程地质条件、桩型、成桩机具和工艺相同、同一单位施工的桩，检测桩数不宜少于总桩数的2％，并不得少于5根。

五、 检测方法

(一) 桩的参数设定

1． 现场检测时桩头测点处的桩截面积、桩身波速、桩材质量密度和弹性模量按测点处桩的实际情况确定。

2． 测点下桩长和截面积的设定：桩长取传感器安装点至桩底的距离，对于预制桩按实际桩长和桩截面积确定；对于混凝土灌注桩，测点下桩长和截面积设定值按施工记录确定。

3． 桩身波速设定：对于普通钢桩，波速值可设定为5210m/s；对于混凝土预制桩，在打入前实测桩身平均桩速；对于混凝土灌注桩，可用反射波法计算或根据桩身混凝土强度等级等参数综合设定。

4． 桩身质量密度设定：普通钢桩取7.85t/m3，普通混凝土预制桩取2.45~2.55t/m3，普通混凝土灌注桩，取2.4t/m3。

5． 桩材的弹性模量根据应力波传播速度和桩材质量密度确定。 (二) 采用频率和采样数据长度的设定

1． 采样频率宜为5~10Hz；

2． 每个信号的采样点数不宜少于1024点。 (三) 检测要求

1． 保证一定的休止时间，即从设桩至检测（或复打）的休止时间应符合一定的时间要求；

2． 预制桩承载力的时间效应可通过复打确定。

3． 每根桩应记录的有效锤击次数，应根据贯入度及信号质量取定。 4． 采用自由落锤为锤击设备时，宜重锤低击，最大锤落距不宜大于2.50m 5． 如果试验目的是为了确定监测预制桩打入时的桩身应力与桩锤效率，选择沉

桩设备与工艺参数是为了选择预制桩合理的桩型和桩长，应进行打桩全过程检测。 (四) 检测准备

1． 为确保检测时锤击力正常传递，对混凝土灌注桩、桩头严重破损的混凝土预制桩和桩头已出现屈服变形的钢桩，检测前应对桩头进行修复或加固处理。

(1) 桩头顶面应水平、平整，桩头中轴线与桩身中轴线应重合，桩头截面积应与原桩身截面积相同；

(2) 桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应在同一高度上； (3) 距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为3~5mm的钢板围裹或距桩顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于150mm，桩顶应设置普通钢筋网片2~3层，间距60~100mm；

(4) 桩头混凝土强度等级比桩身混凝土提高1~2级，且不得低于C30。 2． 桩顶应设置桩垫，并根据使用情况及时更换。桩垫宜采用胶合板、木板和纤维板等材质均匀的材料。

3． 为监视和减少可能出现的偏心锤击的影响，检测时应安装应变传感器和加速度传感器各两只。传感器的安装应符合下列规定：

(1) 传感器应分别对称安装在桩顶以下桩身两侧，传感器与桩顶之间的垂直距离，一般型桩不宜小于2倍桩的直径或边长，大直径桩，不小于1倍桩的直径或边长； …… 此处隐藏：910字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……