基于頻率法的索力測(cè)試方法及索的損傷研究.pdf

1、拉索作為一種高效承受拉力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，正越來越廣泛的應(yīng)用于實(shí)際工程當(dāng)中。索作為一種柔性構(gòu)件，與傳統(tǒng)的剛性構(gòu)件具有完全不同的受力特點(diǎn)，有索參與的結(jié)構(gòu)都存在找形和找力的問題，拉索的最終外形和內(nèi)力很大程度上取決于對(duì)索的張拉過程，所以我們?cè)谒鞯氖┕み^程中，必須對(duì)索的拉力進(jìn)行測(cè)量來實(shí)時(shí)監(jiān)控張拉過程，以保證施工質(zhì)量。同時(shí)，由于索在工作過程中會(huì)發(fā)生松弛或損傷導(dǎo)致應(yīng)力損失，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性能產(chǎn)生不利影響，所以，有必要對(duì)工作狀態(tài)下的拉索內(nèi)力進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，

2、以確保拉索處于正常的受力狀態(tài)。 本文根據(jù)實(shí)際工程的需要，研究并通過實(shí)踐驗(yàn)證了采用新型無(wú)線動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量索力這一方法的可行性。該方法基于頻率法測(cè)量索力的原理，相對(duì)于有線動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)而言具有明顯的優(yōu)越性。本文圍繞無(wú)線動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用，主要進(jìn)行了如下幾方面的工作： 1.總結(jié)了基于頻率法測(cè)量索力的原理，介紹了索的線性振動(dòng)理論，推導(dǎo)了考慮剛度影響和垂度影響下索力的實(shí)用計(jì)算公式，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算例來進(jìn)行驗(yàn)證。 2.參與無(wú)線

3、動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)，闡述了其硬件構(gòu)成和方案流程，并簡(jiǎn)單的介紹了結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)試分析理論。采用無(wú)線動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)對(duì)北京天文臺(tái)FAST項(xiàng)目張弦桁架方案試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷匿摾瓧U內(nèi)力進(jìn)行了檢測(cè)，以確保施工過程中鋼拉桿預(yù)應(yīng)力的施加達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 3.通過對(duì)北京北站張弦梁結(jié)構(gòu)縮尺模型在施工及加載過程中的索力的跟蹤檢測(cè)，獲取了在不同施工階段及不同荷載狀態(tài)下的索力數(shù)據(jù)資料，進(jìn)一步證明了無(wú)線動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)檢測(cè)索力的適用性及優(yōu)越性。 4.對(duì)索的損傷理論進(jìn)行

4、總結(jié)和推導(dǎo)，將索的損傷用損傷位置、損傷范圍、損傷程度三個(gè)系數(shù)來描述，并建立不同損傷狀態(tài)下索的計(jì)算模型，研究損傷系數(shù)對(duì)索的靜力特性和動(dòng)力特性的影響。通過北京北站張弦梁結(jié)構(gòu)模型的拉索損傷模擬試驗(yàn)，探討了空間索結(jié)構(gòu)各拉索之間的關(guān)系，提出了基于索力測(cè)量的拉索損傷的靜力檢測(cè)策略。 5.總結(jié)了現(xiàn)在常用的幾種索體損傷檢測(cè)與監(jiān)測(cè)的方法，提出對(duì)于拉索損傷檢測(cè)與監(jiān)測(cè)而言，最有效的方法，是從索體自身考慮，開發(fā)一種兼具承載功能與檢測(cè)功能的智能索，才是解