高钒索索力监测电磁弹传感器的研发与应用

胡孝阳 段元锋，* 魏 巍 段元昌

（1.浙江大学建筑工程学院，杭州 310058；2.杭州健而控科技有限公司，杭州 310000）

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随着科技水平的进步，桥梁结构逐步向大跨缆索体系发展。其中钢缆索作为索承体系桥梁的核心受力构件，其应力状态会直接对桥梁结构的安全使用产生重大影响。作为国内外公路交通最为重要的组成部分，桥梁的安全事故会对国家造成极大的经济损失和严重的社会影响。因此，有效实现对钢缆索索力监（检）测一直是桥梁健康监测系统的重要任务之一。

传统的索力测量方法，一般是通过获取外加应力引起的结构某种物理量的变化，间接计算应力的大小，具有一定的适用性，但均存在各种程度的缺陷：

（1）电阻应变片测定法［1］，其原理在于外加力会导致应变片长度和电阻值发生改变，通过电阻值的变化反算结构所受应力。其优势在于可以通过电桥电路抑制温度漂移，产品种类较多，测量方式简单，操作灵活。其缺点在于，电阻应变片在使用的过程中需要使用黏结剂，黏结剂的性能会直接影响测量精度，且难以确定应力绝对值。

（2）振动频率法［2］，是通过加速度传感器测量拉索振动频率，再通过理论分析或实验曲线来换算实际索力。该方法具有安装简单、可重复使用等优点，但计算结果容易受到边界条件、弯曲刚度、减振装置等影响，精度较低。

（3）光纤光栅（FBG）测定法［3］，原理在于通过测量光纤光栅波长的变化反算结构所受外力的变化。由于依靠光作为敏感信息的载体，光纤光栅传感器具有电绝缘性好、传输损耗小、安全可靠、抗电磁干扰性强、耐腐蚀性、化学性能稳定、可实现多点分布式测量等优点。……