基于表面应变的国家速滑馆拉索索力实测方法研究

拉索作为大跨空间结构中的关键构件,其应用越来越广泛。拉索索力对结构形态、受力状态以及安全性能起着决定性作用。该文提出一种基于表面应变的索力实测方法,通过在索表面安装传感器测量表面应变,进而利用索轴向刚度换算得到索力。根据索内部的几何构造,建立了精细化有限元模型,确定了表面应变和拉索整体轴向应变的关系,提出用修正系数K考虑初始空隙的影响,并通过索力标定试验验证了本文中索力实测方法。最后,该方法应用于国家速滑馆施工阶段的索力实测,并将索力实测结果与频率法和千斤顶法的结果进行比对。结果表明：索内钢丝的螺旋角和初始空隙是影响修正系数K的关键因素;标定试验中的索表面应变与千斤顶拉力具有良好的线性关系,索力实测的平均相对误差不超过2%;现场实测索力结果与参考方法的平均相对偏差在5%以内;文章所提出的方法原理清晰、安装简便,是一种新型的大跨空间结构的索力实测方法,为施工阶段的结构分析提供可靠的索力实测数据。

Research on a cable force measurement method of National Speed Skating Oval based on surface strain