基于多階頻率擬合法監(jiān)測(cè)短粗拉索索力的研究與應(yīng)用.pdf

1、索力監(jiān)測(cè)已成為橋梁健康監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，準(zhǔn)確的索力信息為施工監(jiān)控、成橋驗(yàn)收、運(yùn)營(yíng)管理、科學(xué)養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)提供直接依據(jù)。目前一種高效、經(jīng)濟(jì)和便捷的索力測(cè)試方法是基于弦模型理論的實(shí)測(cè)索體振動(dòng)頻率識(shí)別索力的方法。但實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于直徑≥44mm，長(zhǎng)度直徑比≤100的短粗索，受到邊界約束條件，結(jié)構(gòu)整體剛度的影響，此方法難以進(jìn)行精確的索力監(jiān)測(cè)。針對(duì)此不足，本文以渭河大橋單塔無(wú)背索斜拉橋索力測(cè)試為研究背景，研究基于多階頻率擬合法監(jiān)測(cè)拉索索力的方法。完成的

2、工作內(nèi)容有：
　?。?）利用數(shù)值分析計(jì)算，基于索振動(dòng)理論，考慮不同邊界條件和索剛度的影響，對(duì)單索振動(dòng)時(shí)頻率超越方程進(jìn)行數(shù)值求解，擬合出了不同邊界條件下索力關(guān)于各階振動(dòng)頻率的實(shí)用計(jì)算公式,作為實(shí)際應(yīng)用的參考公式。
　　（2）建立拉索振動(dòng)模型，針對(duì)各種比例短粗索在不同索力下的振動(dòng)試驗(yàn)，采用快速傅里葉變換與頻譜分析獲得短索的多階頻率，基于試驗(yàn)結(jié)果建立多階頻率優(yōu)化擬合索力的計(jì)算公式。監(jiān)測(cè)計(jì)算結(jié)果顯示其有很高的監(jiān)測(cè)精度和適用性，可以解

3、決短粗索索力監(jiān)測(cè)受邊界約束條件及拉索剛度影響等問題。
　?。?）建立拉索動(dòng)力特性測(cè)試系統(tǒng)：基于單塔無(wú)背索斜拉橋拉索的特性，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)傳感器子系統(tǒng)各項(xiàng)性能參數(shù)的研究，提出對(duì)傳感器、采集設(shè)備、激振裝置及監(jiān)測(cè)軟件等動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)的選擇建議。
　?。?）利用多階頻率優(yōu)化擬合索力監(jiān)測(cè)方法，對(duì)寶雞市單塔無(wú)背索斜拉橋施工過程中索力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)用公式和多階頻率擬合公式監(jiān)測(cè)索力結(jié)果對(duì)比顯示：①當(dāng)索力較小時(shí)可能出現(xiàn)近10％誤差，