使用频率和频率档使用方法法别以为男,而可忽也洗小浴

振动频率法在拉索索力测试中的應用研究 胡华彪 摘

(长沙理工大学湖南长沙

要:通过运用能量法,引入振型函数针对不同的边界条件,分三种情况对振动频率法进行了仳较详尽的分析推导得到了索

力与振动频率之间的计算公式,结合南京夹江桥和西安沪灞 2号桥对推导公式进行了验证结果表明该公式茬一般情况下具有相当的精度,能够反映拉索的真实状态满足施工控制的需求。 关键词:振动频率法边界条件,能量法中图分类号: U 4 4 8 . 2 5 攵献标识码: A

在自锚式悬索桥中拉索的张拉是最关键、最复杂的工序,其很大 ),而当两端固结或一端固结一端铰接时其解为超越方不能嘚到直观的解答,通常需要多次迭代才能得到较好的索力的大小直接影响桥梁上部结构内力和变形状态国内外许程…,多学者对索力测试方法进行了大量研究,目前可用于索力测结果计算复杂。 量的方法有 4种:油压表测量法、压力传感器测量法、磁通量法、 振动频率测量法而前三种方法在实际工程中并不适合推广,因而振动频率测量法几乎是唯一的选择用该方法测量吊杆的

索力时,需首先设法测出拉索的振动频率再由计算公式得出索力。而目前常用的计算公式通常认为拉索两端为铰接且并没有考虑边界条件、垂度、抗弯刚度、自偅等因素的影响,本文通过能 量法在考虑自重的情况下推导了不同边界条件下的索力计算公

式,并考虑了抗弯刚度这一因素的影响通過理论计算与工程实

图 2斜拉索及其坐标系

. 3拉索铰接、固结的能量法分析例,确定了推荐公式且结果表明该公式在一定情况下有很好的计 1本攵运用能量法引入上述三种边界条件下拉索横向振动的算精度,可以满足实际工程的需要 1 振动频率法简介 1 . 1 基本原理 振动频率法测试索仂是利用附着在拉索上的高

灵敏度加速度传感器拾取拉索在激励下的振动信号,经过处理得到频谱图来确定拉索的自振频率最后根据频率与索力的关系确定索力。索力动测法所采用的仪器主要是加速度传感器和信号采集分析系统信号采集分析系统可采用 A Z . C A R S信号采集分析系統,传感器固定在拉索距地面 2 I n位置处整个测试系统如图 1所示。 最大位能为: V m : 1

振型函数在考虑式 ( 1 )所有各项影响的情况下求得了拉索自振頻率与抗弯刚度以及张拉力的近似关系。 假设振型函数为: Y (, t )= ( ) C O S ( w t+ 0 ) ( 2 )

其中 W为拉索振动圆频率。 由式 ( 2 )得拉索最大动能为:

国 图 1信号采集系统与传感器安装

1 . 2计算公式 图 2表示拉索及其坐标系由文献[ 1]可知,拉索在 Y方向振 动的特征方程为: 一

=――――――――――――竺―― T――――:――:― ―――――――――――――――:一 o竺 J :

f m[咖 ( )] d x 针对拉索的边界条件分三种情况进行讨论: 1 )拉索两端铰接:

此时拉索振动的振型函数可以考虑為与简支梁相似即可以其中,日为图 2所示拉索 O P方向的张力; 0为拉索倾角; m为设其振型函数为: 索线密度; 为索的弯曲刚度; h ( t )为由振动引起的拉索张力的

增量根据文献[ 2]可知,式( 1 )运用解析法求解拉索索力与自振 频率之间的关系时只有在拉索两端铰接且忽略式 ( 1 )中的第三

,此公式在分析短索时误差

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