正弦激振頻率法測定在役拉索索力研究.pdf

1、預應力大跨度空間結構由于其造型和功能性逐漸成為地標性建筑或者重要的公共設施,造價昂貴,如果倒塌人員傷亡重,那么對建成后的索結構進行健康檢測是保證結構安全性和耐久性的關鍵。拉索作為一種輕質(zhì)高強的主要受力構件,會隨著時間產(chǎn)生應力松弛或腐蝕損傷等導致應力損失,對結構的安全性和耐久性會造成不利的影響。目前在索力識別的理論方法研究和工程實際應用發(fā)展迅速,對在役索結構拉索索力測量應用最廣泛的還是頻率法。頻率法不僅可以用于大跨度結構施工階段,也可以應

2、用于在線實時測量索力?；诖?頻率法的研究和應用受到越來越多學著的關注,而在實際工程中拉索的受力狀態(tài)的多樣性和復雜性,對其進一步研究對在役索結構索力識別顯得尤為重要。一般頻率法依靠環(huán)境激振或者人工錘擊,對于一般的中長拉索,能獲得比較精確的基頻,但是對于粗短索和超長索,其剛度和質(zhì)量的影響,使一般人工激振很難獲得比較好的振型,影響了索力測定的精度。本文提出通過正弦激振的方法,在掃頻范圍內(nèi)尋找拉索的基頻。結合一些工程數(shù)據(jù),通過數(shù)值計算證明了這

3、一方法的精確性。并通過縮尺實驗驗證了采用正弦激振測量索力這一方法的可行性。該方法基于頻率法測量索力的原理,相對于一般的頻率法具有明顯的優(yōu)越性。首先總結了基于頻率法測量索力的原理,介紹了拉索的線性振動理論,推導了在考慮剛度影響和垂度影響下索力的計算公式,并設計相應的算例來進行計算。在不考慮拉索線密度非線性的情況下建立拉索在外力作用下的振動方程并進行解析解的推導;研究了拉索的抗彎剛度、邊界條件、垂度等因素對索力測試結果的影響規(guī)律。其次推導了