多頻率擬合法測(cè)在役預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)拉索索力的研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是確保預(yù)應(yīng)力大跨度空間結(jié)構(gòu)安全建造和健康營(yíng)運(yùn)的一個(gè)重要保障手段，也可以對(duì)極端條件下結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的失效進(jìn)行預(yù)警從而最大程度地減少人員和財(cái)產(chǎn)損失。預(yù)應(yīng)力大跨度空間結(jié)構(gòu)在建造和運(yùn)營(yíng)期間的外部荷載作用（風(fēng)、地震、溫度等）以及結(jié)構(gòu)外部荷載作用效應(yīng)（位移、加速度、應(yīng)力、裂縫等）是判斷結(jié)構(gòu)是否健康的重要指標(biāo)，也是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。預(yù)應(yīng)力大跨度空間結(jié)構(gòu)形式主要有預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、斜柱網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、索穹頂結(jié)構(gòu)、張弦梁結(jié)構(gòu)等，預(yù)應(yīng)力拉索在這

2、些結(jié)構(gòu)中，施工張拉完成后初始狀態(tài)索力是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)、使用階段索力是否符合設(shè)計(jì)要求、災(zāi)害發(fā)生后結(jié)構(gòu)的索力和內(nèi)力水平等直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性。
　　預(yù)應(yīng)力拉索的施工過程中，索的張拉（特別是分批張拉）會(huì)使拉索之間相互影響:每一次張拉幾乎都會(huì)使先前張拉的索力發(fā)生變化，使結(jié)構(gòu)索力偏離設(shè)計(jì)值，造成索力的失控。拉索在使用過程中，即在役預(yù)應(yīng)力拉索會(huì)發(fā)生松弛和損傷從而導(dǎo)致應(yīng)力損失，造成索力的失控。索力失控帶來不可知的結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，甚至造成整個(gè)結(jié)

3、構(gòu)的失效，預(yù)應(yīng)力拉索結(jié)構(gòu)索力的精確測(cè)量是保障工程安全的關(guān)鍵性技術(shù)。
　　當(dāng)前，預(yù)應(yīng)力拉索施工過程中采用的有壓力表測(cè)試法和壓力傳感器法測(cè)索力，基本上能夠保證測(cè)試精度要求。在役拉索索力測(cè)量方法有壓力傳感器法、力平衡法、頻率法（振動(dòng)法）、磁通量法、光纖光柵等。壓力傳感器法須在每根拉索的錨固端安裝一個(gè)壓力傳感器，花費(fèi)很大;力平衡法只對(duì)截面較小的柔性索有較高的測(cè)量精度;磁通量法需預(yù)先將傳感器穿在拉索上，對(duì)于沒有預(yù)埋傳感器的拉索不能應(yīng)用該法;

4、光纖光柵法由于成本太高不適用在役拉索的檢測(cè)。因此，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面考慮，頻率法具有測(cè)試儀器日趨小型化，攜帶方便，容易安裝，可以重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，并且其測(cè)試精度高，因此頻率法師目前索力測(cè)試的最佳選擇。
　　針對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索結(jié)構(gòu)工程中短粗索和多跨索索力測(cè)試?yán)щy的問題，本文對(duì)基于頻率法原理的索力測(cè)試?yán)碚撨M(jìn)行了深入研究，提出了基于正弦激振的多頻率擬合法。首先對(duì)不同的邊界條件和索剮度條件的索振動(dòng)動(dòng)力模型進(jìn)行求解，并推導(dǎo)出索力計(jì)算公式;然后通過