索力測(cè)試頻率法的研究及其工程應(yīng)用.pdf

1、索力測(cè)試頻率法廣泛應(yīng)用于索結(jié)構(gòu)的施工控制和健康監(jiān)測(cè)中。國(guó)內(nèi)外學(xué)者迄今在這方面做了大量的研究工作。由于索結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程應(yīng)用中的多樣性和復(fù)雜性，頻率法的研究明顯滯后于工程實(shí)踐。因此，對(duì)其進(jìn)一步研究顯得非常重要和緊迫。 目前，索力測(cè)試頻率法的研究大多忽略了拉索錨頭部分抗彎剛度及其單位長(zhǎng)度質(zhì)量與柔性索段的差異，這對(duì)于長(zhǎng)索索力測(cè)試是能夠滿足工程精度要求的，但若用于短索索力測(cè)試，則會(huì)引起較大的誤差甚至錯(cuò)誤。此外，減振架會(huì)對(duì)拉索的自振頻率造成

2、較大影響，常用的頻率法計(jì)算公式忽略了此項(xiàng)影響，用其計(jì)算帶減振架的拉索索力，精度較低，難以滿足工程應(yīng)用。 本文以佛山平勝大橋自錨式懸索橋的吊索索力測(cè)試為背景，對(duì)索力測(cè)試頻率法進(jìn)行了研究，主要工作如下： (1)對(duì)忽略抗彎剛度拉索的頻率特性進(jìn)行了分析，并推導(dǎo)了其頻率方程。 (2)建立了均勻拉索的振動(dòng)微分方程，并進(jìn)行了求解；分析了索的抗彎剛度、附加質(zhì)量、斜度、垂度對(duì)索力測(cè)試結(jié)果的影響。 (3)，考慮了拉索錨頭部分

3、的抗彎剛度及其單位長(zhǎng)度質(zhì)量與柔性索段的差異，建立了三段均勻拉索的振動(dòng)模型，運(yùn)用Hamilton原理推導(dǎo)了其頻率方程。為便于計(jì)算，將該模型簡(jiǎn)化為軸向受拉的兩端彈性簡(jiǎn)支梁的振動(dòng)模型，推導(dǎo)了基于此模型的頻率方程，并給出了迭代算法。 (4)將帶減振架的均勻長(zhǎng)索簡(jiǎn)化為彈性支承的兩跨連續(xù)長(zhǎng)索，利用奇異函數(shù)和Laplace變換，推導(dǎo)并求解了其頻率方程。 (5)將本文提出的索力測(cè)試頻率法用于平勝大橋自錨式懸索橋吊索索力測(cè)試，并與相應(yīng)的索