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

1、索力監(jiān)測已成為橋梁健康監(jiān)測的重要內(nèi)容，準(zhǔn)確的索力信息為施工監(jiān)控、成橋驗收、運營管理、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)和便捷的索力測試方法是基于弦模型理論的實測索體振動頻率識別索力的方法。但實際應(yīng)用中，對于直徑≥44mm，長度直徑比≤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。針對此不足，本文以渭河大橋單塔無背索斜拉橋索力測試為研究背景，研究基于多階頻率擬合法監(jiān)測拉索索力的方法。完成的

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

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