正弦激振頻率法測定在役拉索索力研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力大跨度空間結(jié)構(gòu)由于其造型和功能性逐漸成為地標(biāo)性建筑或者重要的公共設(shè)施,造價昂貴,如果倒塌人員傷亡重,那么對建成后的索結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康檢測是保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的關(guān)鍵。拉索作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的主要受力構(gòu)件,會隨著時間產(chǎn)生應(yīng)力松弛或腐蝕損傷等導(dǎo)致應(yīng)力損失,對結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性會造成不利的影響。目前在索力識別的理論方法研究和工程實際應(yīng)用發(fā)展迅速,對在役索結(jié)構(gòu)拉索索力測量應(yīng)用最廣泛的還是頻率法。頻率法不僅可以用于大跨度結(jié)構(gòu)施工階段,也可以應(yīng)

2、用于在線實時測量索力?；诖?頻率法的研究和應(yīng)用受到越來越多學(xué)著的關(guān)注,而在實際工程中拉索的受力狀態(tài)的多樣性和復(fù)雜性,對其進(jìn)一步研究對在役索結(jié)構(gòu)索力識別顯得尤為重要。一般頻率法依靠環(huán)境激振或者人工錘擊,對于一般的中長拉索,能獲得比較精確的基頻,但是對于粗短索和超長索,其剛度和質(zhì)量的影響,使一般人工激振很難獲得比較好的振型,影響了索力測定的精度。本文提出通過正弦激振的方法,在掃頻范圍內(nèi)尋找拉索的基頻。結(jié)合一些工程數(shù)據(jù),通過數(shù)值計算證明了這

3、一方法的精確性。并通過縮尺實驗驗證了采用正弦激振測量索力這一方法的可行性。該方法基于頻率法測量索力的原理,相對于一般的頻率法具有明顯的優(yōu)越性。首先總結(jié)了基于頻率法測量索力的原理,介紹了拉索的線性振動理論,推導(dǎo)了在考慮剛度影響和垂度影響下索力的計算公式,并設(shè)計相應(yīng)的算例來進(jìn)行計算。在不考慮拉索線密度非線性的情況下建立拉索在外力作用下的振動方程并進(jìn)行解析解的推導(dǎo);研究了拉索的抗彎剛度、邊界條件、垂度等因素對索力測試結(jié)果的影響規(guī)律。其次推導(dǎo)了