索的抗彎剛度識(shí)別方法研究.pdf

1、索作為一種高效地承受拉力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，廣泛地應(yīng)用于橋梁、高聳、大跨結(jié)構(gòu)等工程中。作為索結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，索力是索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估的主要指標(biāo)。振動(dòng)法測(cè)索力由于其眾多優(yōu)點(diǎn)，已成為目前應(yīng)用最為廣泛的索力測(cè)試方法。索的抗彎剛度是索力測(cè)試和計(jì)算公式中的一個(gè)重要參數(shù)，由多根鋼絲束絞合而成的吊索或拉索，其抗彎剛度難以準(zhǔn)確確定。若能事先識(shí)別出索的抗彎剛度，將給索力測(cè)試和計(jì)算帶來(lái)很大的方便。本文主要研究索的抗彎剛度識(shí)別方法和應(yīng)用。主要研究工作包括:

2、
　　 1.總結(jié)目前工程上常用的幾種索力測(cè)試方法，概述了目前工程應(yīng)用最為廣泛的振動(dòng)法測(cè)索力的研究現(xiàn)狀，并指出了識(shí)別索的抗彎剛度存在的問(wèn)題。
　　 2.索的自由振動(dòng)理論是索力測(cè)試和計(jì)算的理論基礎(chǔ)。在是否考慮索的抗彎剛度的前提下，分別基于索的弦模型和梁模型，給出了索的自振頻率方程和相應(yīng)的索力計(jì)算公式。
　　 3.考慮抗彎剛度、邊界條件和垂度影響，索的自由振動(dòng)方程是一個(gè)非線性方程，索的自振頻率與索力的關(guān)系是一個(gè)超越方程

3、，不能直接求解。本文利用奇異攝動(dòng)法詳細(xì)推導(dǎo)出索的自振頻率特征值和特征函數(shù)的近似解析表達(dá)式。由索的設(shè)計(jì)參數(shù)可以簡(jiǎn)便獲得索的自振頻率計(jì)算值，利用索的振動(dòng)響應(yīng)測(cè)試數(shù)據(jù)獲得索的自振頻率實(shí)測(cè)值。然后通過(guò)最小化索的自振頻率計(jì)算值和實(shí)測(cè)值之間的偏差，得到一個(gè)索的參數(shù)識(shí)別優(yōu)化問(wèn)題，求解此優(yōu)化問(wèn)題，達(dá)到識(shí)別出索的抗彎剛度。
　　 4.以鄭州黃河公鐵兩用橋92m提籃式拱橋吊索和廣東崖門(mén)大橋拉索為背景，識(shí)別出了索的抗彎剛度，驗(yàn)證了本文提出的方法。結(jié)果