基于动测法缆索张力测试方法的研究

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1、东南大学硕士学位论文基于动测法的缆索张力测试方法研究姓名：杨亚茹申请学位级别：硕士专业：工程力学指导教师：汪凤泉20070309摘要斜拉索是斜拉桥的主要受力构件，拉索索力的变化是衡量斜拉桥是否处于正常营运状态的重要标志，因此索力的精确测量十分必要。目前对于斜拉桥索力测定方法有：荷熏传感器测量法、张拉千斤顶测量法、三点弯曲法、磁通量法、频率法、波动法等。但前几种受自身的局限性，比如：成本较高，或在自然环境中不便于实际操作等，在实际情况中较少应用。而振动法和波动法应用较多，且很有发展前景。振动法测索力广泛应用于

2、索结构的施工控制和健康监测，其原理是基于弦振动理论：索拉力与自振频率之间存在简单的关系，因此可以由实测的自振频率计算得到索力。斜拉索的抗弯刚度、边界条件、计算长度、减振器和粘滞阻尼力等都会影响索力计算的准确性，所以本文深入研究了各种因素的影响大小，推导了考虑粘滞阻尼力的公式，并探讨了功率谱频差法和倒频谱频差法的使用。在此基础上，本文着重研究了用于测量索力的波动方法。波动法不仅可以用于索的损伤识别，还可以通过测定拉索中传播的波速，计算出拉索的张力。波动法测定斜拉索索力具有较高精度、方便、适合长期任意时刻观察测

3、定的特点，但由于是间接计算索力，波动理论没有考虑拉索的垂度和抗弯刚度，在很多实际应用中将带来不可接受的误差。因此本文推导出两端铰支条件下考虑横向刚度时计算索力的实用公式，通过测量索的横向横波波速与瞬态振动的频率阶数f，即可计算出缆索张力。并在实验中作了验证，实验结果表明，可将计算索力的误差降到原来的3％左右。【关键词】拉索索力振动波动抗弯刚度实用公式AbstractTheinclinedcablesaremainsupportcomponentsincable-supportedstructures．The

4、diversificationofcabletensionisanimportantguidelinetoscalethecablefunction，,soaccuratemeasureofcabletensionisquitenecessary．Atpresenttherearemanymethodsofmeasudngcabletension．suchas-Ioadsensormethod、lensileiackmethod、threenodscurvemethod、fluxmethod、frequen

5、cymathodandundulatorymethod．However．theformermethodsarenotappliedfrequentlyduetoobviousI．mjtation：suchas：toomuchcost，inconvenientoperation，andsOOn．Therest，frequencymethodandundulatorymethodareincommonuseandmorepromising．Thecabletensionplaysanimportantrolei

6、ntheconstructioncontroIandlong-termmonitoringofcable-supportedbridges，theengineeringimplementationofavibration-basedcabletensionevaluationismostlycarriedoutbasedonthe像utstringtheorywherethecabletensionisestimatedfrommeasuringnaturalfrequenciesbyuseofasimpl

7、eexplicitformula．However,thecablesag、bendingstiffness、boundarycondition、calculatelength、shockabsorberandcohesivedampstrengthmayaffectthemeasurementveracityofcabletension．Sotheformulaconsideringcohesivedampstrengthiseduced，andlheeffecldegreeofdiversifiedfac

8、tor,thefrequencydifferencesarealsodiscussedbybothpowerspectraldensity(PSD)andCeptrumambientvibrationmeasurementsinthisthesis．Furthermore．theundulatorytheoryisemphasizedparticularly．Thismethodcannotonlyrecogni