基于振動法的梁拱組合橋吊桿張力測試研究.pdf

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

2、果,分析了在梁拱組合橋中使用振動法測量索力的優(yōu)勢及尚存的不足之處。
　　 系統(tǒng)綜述了索的自由振動理論,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吊索自振頻率和索力估算的影響。分析表明對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計算的困難,建立了考慮抗彎剛度及一般邊界條件的吊索振動微分方程,用奇異攝動法導(dǎo)出了頻率和振型函數(shù)的解析計算式。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較小時的頻率計算式,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,通過最小化頻率計算值與實(shí)測值的誤差,建立了根據(jù)多階實(shí)測頻率識別吊索索力、抗彎剛度以及邊界條件等多個參數(shù)的方法。通過實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了此方法