索的抗弯刚度识别方法研究

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1、分类号UDC密级十南大学CENTRALSoUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目盍鲍垫变堕!!廛堡墨』立鎏盟塞学科、专业圭盔王猩．研究生姓名递壹坚导师姓名及专业技术职务．堡堡堑塾撞2012年05月分类号UDC硕士学位论文密级Y哪帆2岫1哪9舢5眦舢9帅8眦9帅索的抗弯刚度识别方法研究TheFlexuralRigidityofCableIdentificationMethodResearch作者姓名：学科专业：学院(系、所)：指导教师：谢晓峰土木工程土木工程学院任伟新答辩委员会主席』4聋刍粤中南大学2012年

2、05月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：Et期：坐!尘年』型日／学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学

3、位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。雠名：删翩签名蝎硕士学位论文摘要索作为一种高效地承受拉力的结构构件，广泛地应用于桥梁、高耸、大跨结构等工程中。作为索结构的主要受力构件，索力是索结构健康状态监测和评估的主要指标。振动法测索力由于其众多优点，已成为目前应用最为广泛的索力测试方法。索的抗弯刚度是索力测试和计算公式中的一个重要参数，由多根钢丝束绞合而成的吊索或拉索，其抗弯刚度难以准

4、确确定。若能事先识别出索的抗弯刚度，将给索力测试和计算带来很大的方便。本文主要研究索的抗弯刚度识别方法和应用。主要研究工作包括：1．总结目前工程上常用的几种索力测试方法，概述了目前工程应用最为广泛的振动法测索力的研究现状，并指出了识别索的抗弯刚度存在的问题。2．索的自由振动理论是索力测试和计算的理论基础。在是否考虑索的抗弯刚度的前提下，分别基于索的弦模型和梁模型，给出了索的自振频率方程和相应的索力计算公式。3．考虑抗弯刚度、边界条件和垂度影响，索的自由振动方程是一个非线性方程，索的自振频率与索力的关系是一个超越方程

5、，不能直接求解。本文利用奇异摄动法详细推导出索的自振频率特征值和特征函数的近似解析表达式。由索的设计参数可以简便获得索的自振频率计算值，利用索的振动响应测试数据获得索的自振频率实测值。然后通过最小化索的自振频率计算值和实测值之间的偏差，得到一个索的参数识别优化问题，求解此优化问题，达到识别出索的抗弯刚度。4．以郑州黄河公铁两用桥92m提篮式拱桥吊索和广东崖门大桥拉索为背景，识别出了索的抗弯刚度，验证了本文提出的方法。结果表明，索的抗弯刚度真实值是其最大抗弯刚度值(按照索的全截面计算)的(O．3，---0．4)倍，与

6、工程实际相符。关键词：索，振动法，抗弯刚度，奇异摄动法，参数识别硕士学位论文ABSTRACTAsakindofstructuralelementwhichsupportstensionefficiently,cableiswidelyusedinbridge，High—riseandlarge-spanstructure．Asamainload—bornstructure，cabletensionismainindexincablestructuralhealthconditionevaluationandmoni

7、toring．Becauseofmanyadvantagesofvibration-basedmethod，ithasbecomemostlyusedmethodintestingcabletension．Theflexuralrigidityofcableisanimportantparameterincabletensiontestandcalculationformula,composedofmanysteelwirebundles，theflexuralrigidityofsuspenderandcable

8、—stayedisdifficulttodetermined．Iftheflexuralrigidityofcablecanbeidentifiedbeforehand，Itwillbringalotofconvenienceincabletensiontestandcalculation．Thethesisstudiesmainlytheflexuralr