多頻率擬合法測在役預應力空間結構拉索索力的研究.pdf

1、結構健康監(jiān)測系統(tǒng)是確保預應力大跨度空間結構安全建造和健康營運的一個重要保障手段，也可以對極端條件下結構可能出現(xiàn)的失效進行預警從而最大程度地減少人員和財產損失。預應力大跨度空間結構在建造和運營期間的外部荷載作用（風、地震、溫度等）以及結構外部荷載作用效應（位移、加速度、應力、裂縫等）是判斷結構是否健康的重要指標，也是結構健康監(jiān)測的重要內容。預應力大跨度空間結構形式主要有預應力網格結構、斜柱網格結構、索穹頂結構、張弦梁結構等，預應力拉索在這

2、些結構中，施工張拉完成后初始狀態(tài)索力是否達到設計目標、使用階段索力是否符合設計要求、災害發(fā)生后結構的索力和內力水平等直接關系到結構的安全性。
　　預應力拉索的施工過程中，索的張拉（特別是分批張拉）會使拉索之間相互影響:每一次張拉幾乎都會使先前張拉的索力發(fā)生變化，使結構索力偏離設計值，造成索力的失控。拉索在使用過程中，即在役預應力拉索會發(fā)生松弛和損傷從而導致應力損失，造成索力的失控。索力失控帶來不可知的結構內力重分布，甚至造成整個結

3、構的失效，預應力拉索結構索力的精確測量是保障工程安全的關鍵性技術。
　　當前，預應力拉索施工過程中采用的有壓力表測試法和壓力傳感器法測索力，基本上能夠保證測試精度要求。在役拉索索力測量方法有壓力傳感器法、力平衡法、頻率法（振動法）、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壓力傳感器，花費很大;力平衡法只對截面較小的柔性索有較高的測量精度;磁通量法需預先將傳感器穿在拉索上，對于沒有預埋傳感器的拉索不能應用該法;

4、光纖光柵法由于成本太高不適用在役拉索的檢測。因此，從經濟和技術等方面考慮，頻率法具有測試儀器日趨小型化，攜帶方便，容易安裝，可以重復使用的優(yōu)點，并且其測試精度高，因此頻率法師目前索力測試的最佳選擇。
　　針對預應力拉索結構工程中短粗索和多跨索索力測試困難的問題，本文對基于頻率法原理的索力測試理論進行了深入研究，提出了基于正弦激振的多頻率擬合法。首先對不同的邊界條件和索剮度條件的索振動動力模型進行求解，并推導出索力計算公式;然后通過