基于振動(dòng)法的梁拱組合橋吊桿張力測(cè)試研究.pdf

1、吊索作為梁拱組合體系橋的主要受力構(gòu)件,索力測(cè)量在結(jié)構(gòu)施工過(guò)程及使用期內(nèi)均具有重要意義。為了準(zhǔn)確獲得吊索的內(nèi)力,出現(xiàn)了很多索力測(cè)試方法,其中振動(dòng)法是被廣泛應(yīng)用的方法之一。目前,吊索的索力測(cè)試主要借鑒斜拉橋拉索的索力測(cè)試?yán)碚摵头椒ā５诤芏鄬?shí)際應(yīng)用中,因?yàn)闆](méi)考慮吊索的抗彎剛度和兩端的實(shí)際邊界條件,運(yùn)用振動(dòng)法可能帶來(lái)不可接受的誤差。
　　 本文針對(duì)振動(dòng)法主要進(jìn)行了以下研究:
　　 闡述了本文的研究背景和意義,綜合國(guó)內(nèi)外的研究成

2、果,分析了在梁拱組合橋中使用振動(dòng)法測(cè)量索力的優(yōu)勢(shì)及尚存的不足之處。
　　 系統(tǒng)綜述了索的自由振動(dòng)理論,并從基本理論出發(fā)分析了索的抗彎剛度和邊界條件等因素對(duì)吊索自振頻率和索力估算的影響。分析表明對(duì)較粗短或索力不是很大的索,忽略邊界條件或抗彎剛度的影響進(jìn)行索力估算將出現(xiàn)較大的誤差。
　　 為解決目前吊索振動(dòng)計(jì)算的困難,建立了考慮抗彎剛度及一般邊界條件的吊索振動(dòng)微分方程,用奇異攝動(dòng)法導(dǎo)出了頻率和振型函數(shù)的解析計(jì)算式。用數(shù)值分析

3、的方法,分析了頻率解的精度并及適用范圍。
　　 用擬合的方法修正了ξ較小時(shí)的頻率計(jì)算式,并導(dǎo)出了一組考慮抗彎剛度及彈性邊界條件的索力估算實(shí)用公式。通過(guò)有限元及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了本文推導(dǎo)的索力及頻率公式具有較高的精度,可用于一般邊界條件下吊索的索力和頻率估算。
　　 基于修正后的自振頻率表達(dá)式,通過(guò)最小化頻率計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的誤差,建立了根據(jù)多階實(shí)測(cè)頻率識(shí)別吊索索力、抗彎剛度以及邊界條件等多個(gè)參數(shù)的方法。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了此方法