正弦激振頻率法測(cè)定在役拉索索力研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力大跨度空間結(jié)構(gòu)由于其造型和功能性逐漸成為地標(biāo)性建筑或者重要的公共設(shè)施,造價(jià)昂貴,如果倒塌人員傷亡重,那么對(duì)建成后的索結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康檢測(cè)是保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的關(guān)鍵。拉索作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的主要受力構(gòu)件,會(huì)隨著時(shí)間產(chǎn)生應(yīng)力松弛或腐蝕損傷等導(dǎo)致應(yīng)力損失,對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性會(huì)造成不利的影響。目前在索力識(shí)別的理論方法研究和工程實(shí)際應(yīng)用發(fā)展迅速,對(duì)在役索結(jié)構(gòu)拉索索力測(cè)量應(yīng)用最廣泛的還是頻率法。頻率法不僅可以用于大跨度結(jié)構(gòu)施工階段,也可以應(yīng)

2、用于在線實(shí)時(shí)測(cè)量索力?；诖?頻率法的研究和應(yīng)用受到越來(lái)越多學(xué)著的關(guān)注,而在實(shí)際工程中拉索的受力狀態(tài)的多樣性和復(fù)雜性,對(duì)其進(jìn)一步研究對(duì)在役索結(jié)構(gòu)索力識(shí)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(duì)于一般的中長(zhǎng)拉索,能獲得比較精確的基頻,但是對(duì)于粗短索和超長(zhǎng)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(cè)定的精度。本文提出通過(guò)正弦激振的方法,在掃頻范圍內(nèi)尋找拉索的基頻。結(jié)合一些工程數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)值計(jì)算證明了這

3、一方法的精確性。并通過(guò)縮尺實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了采用正弦激振測(cè)量索力這一方法的可行性。該方法基于頻率法測(cè)量索力的原理,相對(duì)于一般的頻率法具有明顯的優(yōu)越性。首先總結(jié)了基于頻率法測(cè)量索力的原理,介紹了拉索的線性振動(dòng)理論,推導(dǎo)了在考慮剛度影響和垂度影響下索力的計(jì)算公式,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算例來(lái)進(jìn)行計(jì)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(dòng)方程并進(jìn)行解析解的推導(dǎo);研究了拉索的抗彎剛度、邊界條件、垂度等因素對(duì)索力測(cè)試結(jié)果的影響規(guī)律。其次推導(dǎo)了