به سیم گیتار فکر کنید؛ با کشیدن سیم، فرکانس صدا افزایش می‌یابد و با شل کردن آن، فرکانس کاهش پیدا می‌کند. کابل‌های مهاربندی پل نیز تقریباً همین رفتار را دارند؛ یک سیم گیتار ۲۰۰ متری که صدها تن بار را تحمل می‌کند! 🌉

🎵 روش ارتعاشی (Accelerometer)

رایج‌ترین روش اندازه‌گیری در محل:

1️⃣ نصب شتاب‌سنج کوچک روی کابل
2️⃣ تحریک کابل توسط باد و ترافیک، بدون نیاز به Shaker
3️⃣ انجام FFT و شناسایی فرکانس‌های طبیعی و هارمونیک‌ها:
f₁، 2f₁، 3f₁، ...
4️⃣ تبدیل فرکانس به نیروی کشش با نظریه Taut String:

T = 4mL²(fₙ/n)²

که در آن:
🔹 m = جرم کابل در واحد طول
🔹L = طول آزاد کابل
🔹 fₙ= فرکانس طبیعی مرتبه n

📌 مثال: کابل ۲۰۰ متری با جرم 80 kg/mو فرکانس پایه 0.6 Hz*، کششی حدود 4.6 MNیا تقریباً 470 تن دارد.

⚠️ چون کشش با مجذور فرکانس متناسب است، خطای ۱٪ در فرکانس تقریباً به۲٪ خطا در نیروی کشش منجر می‌شود.

البته کابل واقعی یک سیم ایده‌آل نیست؛ سختی خمشی، خمش ناشی از وزن (Sag) و دمپرهای نزدیک مهاربند می‌توانند طول مؤثر و رفتار کابل را تغییر دهند. بنابراین مدل باید با اندازه‌گیری مستقیم کالیبره شود.

🔧 روش‌های دیگر

🔹Load Cell: اندازه‌گیری مستقیم و پیوسته در محل مهاربند؛ دقیق اما پرهزینه و معمولاً فقط برای تعدادی از کابل‌ها.

🔹Lift-Off Test: با جک هیدرولیکی سر مهاربند تا لحظه جدا شدن از صفحه تکیه‌گاهی کشیده می‌شود. نیروی جک در آن لحظه تقریباً برابر نیروی کابل است و به‌عنوان روش مرجع شناخته می‌شود.

🔹Laser Doppler Vibrometer: اندازه‌گیری ارتعاش کابل از روی زمین و بدون تماس یا بالا رفتن از کابل. 🔴📡

🔹 EM Sensor: تغییر خواص مغناطیسی فولاد در اثر تنش را اندازه‌گیری می‌کند و برای پایش بلندمدت مناسب است، اما به کالیبراسیون بر اساس گرید فولاد و دما نیاز دارد.

🏗 در عمل چه می‌کنیم؟

معمولاً به یک روش اکتفا نمی‌کنیم:

✅ Lift-Off Test و Load Cell برای تعیین مقدار مرجع روی تعدادی از کابل‌ها
✅ Vibration Method برای کنترل سریع تمامی کابل‌ها در زمان ساخت و بهره‌برداری

در واقع، دفعه بعد که سیم گیتار را کوک می‌کنید 🎸، بدانید مهندسان پل نیز تقریباً همین اصل را به کار می‌برند؛ فقط در مقیاسی بسیار بزرگ‌تر! 🌉

💬 به نظر شما کدام روش برای کنترل کشش کابل در محل، قابل‌اعتمادتر است؟
📝 Beomsoo Park
@CTech5