頻率法測試拱橋吊桿索力的試驗研究.pdf

1、頻率法測試拱橋吊桿索力是一種間接測量法,通過現(xiàn)場實測吊桿自振頻率,然后根據(jù)頻率與索力間的理論公式計算出吊桿索力,多應(yīng)用于成橋后的吊桿索力檢測工作。國內(nèi)外存在大量理論推導(dǎo)后的索力計算公式,但在實際工程應(yīng)用中,尤其是短吊桿索力測試,誤差較大。
　　本文針對以上情況,以提高拱橋短吊桿索力測試計算公式精確程度為目標(biāo),開展吊桿頻率測試與索力計算的室內(nèi)相似試驗研究,基于梁振動理論鉸接邊界條件的解析解,提出了適用于實橋短吊桿索力測試的經(jīng)驗公式,

2、并通過既有拱橋短吊桿索力測試對其精確程度進(jìn)行了實際工程的驗證。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)頻率法計算吊桿索力基本原理綜述。在分析了弦模型和梁模型解析解的基礎(chǔ)上,認(rèn)為實際工程拱橋短吊桿索力計算應(yīng)采用考慮剛度影響的梁模型,但吊桿兩端的錨固邊界條件是介于鉸接和剛接之間。
　　(2)拱橋吊桿振動特性數(shù)值分析。通過2組共14個Ansys模型的數(shù)值分析,分別研究了吊桿長細(xì)比、兩端邊界條件對吊桿自振頻率的影響。結(jié)果表明,吊桿長

3、細(xì)比越小,兩端邊界條件對吊桿自振頻率的影響越大,索力計算結(jié)果誤差也更大。
　　(3)吊桿索力測試室內(nèi)試驗裝置開發(fā)?；趯嶋H工程調(diào)研,設(shè)計了一套頻率法測試吊桿索力的室內(nèi)試驗裝置,實現(xiàn)了裝置頻率與拱橋頻率接近,滿足了試驗吊桿與拱橋吊桿長細(xì)比一致,室內(nèi)試驗條件符合實際工程要求。
　　(4)頻率法測試吊桿索力室內(nèi)試驗。開展了三根不同長度拱橋吊桿的振動試驗研究,提出基于梁振動理論的吊桿索力計算經(jīng)驗公式,并對比了三組文獻(xiàn)索力計算公式的精

4、確程度。結(jié)果表明,當(dāng)?shù)鯒U長細(xì)比接近102至167之間時,本文提出的索力計算公式和經(jīng)典梁理論公式相比,計算結(jié)果更接近實際值。同時,基于室內(nèi)試驗實測數(shù)據(jù)計算結(jié)果,提出不同索力計算公式的適用范圍。
　　(5)頻率法測試吊桿索力工程驗證。以奉化徐家渡大橋為工程實例,通過橋上七根吊桿的振動試驗,研究了本文公式與文獻(xiàn)三組索力計算公式的精確程度。結(jié)果表明,當(dāng)?shù)鯒U長細(xì)比接近123至150之間時,本文提出的索力計算公式精確度更高。同時,工程驗證結(jié)果