广州国际会展中心张弦式桁架索力测试

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1、第4卷第2期广州大学学报(自然科学版)VoI．4Nt)．22005年4月JoumalofGuangzhouUniversity(Natur,'d-ien{‘eEdition)Apr．20lD5文章编号：1671—4229(2005}02—0156—03广州国际会展中心张弦式桁架索力测试吴源青1，徐忠根2，杨泽群2(1．华南理工大学土木工程实验中心，广东广‘I'1510640；2．V-'J’1'172@工程抗震研究中心．广东广州I510405)摘要：结合现场测试工作，对频率法测量索h的理论与技术应用于张弦式桁架索力的测试进行了探讨．测试结果表明边界条件为铰支并考虑刚度影响的计算公式与实际索

2、h较为接近、频率法测量索力可作为张弦式桁架施工中索力的监控手段．关键词：会展中心；张弦式桁架；索力；测试中图分类号：Tu3文献标识码：A1工程概况广州国际会展中心位于广州市海珠区琶洲岛，展览大厅由A—E五个分区组成，每个分区长约126m，宽90m，依次连接成纵向435m，横向126m的展览大厅，内部不设承重柱．采用张弦式钢桁架作为屋面结构形式，如图1所示．跨度为图2张弦式秆亍架图片126．6m，是目前国内跨度最大的张弦式桁架之一，Fig．2Pictureoftruss—stringstrt~‘ture上部为倒三角形空间管式桁架，通过腹杆与下弦钢桁架制作在地面的胎架上进行，结构完成钢索相连

3、．张弦桁架共30榀，桁架之间通过竖平后，使用两台4O0t千斤顶在两端对钢桁架主拉索面桁架、钢檩条和平面支撑连接，每榀张弦桁架重进行预应力张拉，使桁架起拱到预定设计值．张拉150t，置于两侧标高分别为28．0m和31．2m的混施工过程中要求对钢桁架结构内力、变形、索力进凝土框架柱顶上，其高端为固定铰支座，低端为滑行监测，本文仅介绍预应力主拉索的测试．动铰支座¨J．随着大跨度斜拉桥的建设发展，索力测试技，厶j，术也得到相应的研究．常见的索力测试有压力表测定法、压力传感器测定法、及频率法等．当需对施工完毕的拉索进行索力测定时，频率法几乎是图1张弦式桁架结构示意图目前惟一的选择．频率法在理论上有

4、比较成熟的Fig．1Diagramoftruss—stringstrueture公式，测试过程中所需设备简单，容易实现，结果预应力主拉索直径为165ITIII3，由337根可靠、准确，可满足施工过程多次反复测试的要7Film镀锌高强钢丝组成，外表为塑料防护层．拉求。因此在桥梁工程中得到广泛应用，但将其应用索两端用锚具固定于桁架端部的大型铸钢节点于张弦式钢桁架屋面结构中的索力测试还未见报上，中间部分通过节点接头固定于腹杆上，如图2道，本文结合现场测试工作，对频率法索力测试技所示．术在这一领域的应用作一些探讨．收稿日期：2004—12—12作者简介：吴源青(1962一)男，工程师，t曼从事土

5、木1_程测试研究第2期吴源青等：广I、I'1国际会展中心张弦式桁架索力测试l572n=√()+∞2一面T㈩2频率法索力测量原理及方法=√()+∞!+T频率法索力测量的理论基础是弦振动理论．采用受拉的弦或水平直梁来模拟拉索，通过求解∞=2丌厂在不同边界条件下的频率方程，得到索力与频率上式求解十分复杂，文献[4]利用能量法给出之间的关系式．实际测试中使用高灵敏度的传感显式解：当采用一阶固有频率实测值时，有器测量索的振动信号，经频谱分析得到索的固有频率，然后通过索力与固有频率的关系式就可计：4／2raft2—4zr!(8)算索力．当采用二阶固有频率实测值时，有2．1索力测量的基本方程张紧的拉索

6、，并考虑其抗弯刚度，拉索微元的：0_8147rrd2f2—80_7629(9)动力平衡方程为但同样由于的测量和汁算问题，难于直接雾雾～擎_(】(1)使用，经变换后得到下式，可直接应用于索力测试：T=8l一0．8mz!(10)式中(，t)为索上各点在时刻t时的横向位会展中心预应力主拉索为165／111"11，节点之移，为索的抗弯刚度，为索内拉力，假定其为常问的索长只有十余米，刚度较大，使用何种边界条量，不随时问和位置而变化，m为索的线密度．件计算索力有待标定试验确定．2．2各种边界条件下的索力计算公式(1)不考虑索的刚度影响3索力测量中的频率识别在缆索的两端为铰支，不考虑索的刚度影响的情况

7、下上式的解为lJ频率法最终测量的索力71的准确性依赖于两T=4m1／n(2)个因素：一是索力一频率关系式的准确性；二是索式中：z为缆索的计算索长，n为缆索自振频的实测自振频率的准确性．率的阶数，为缆索的第n阶自振频率．由于张弦桁架索的特点是索较短，刚度较大．这个关系式是经典的弦张力计算公式．此式在进行频率识别时有几个问题需要注意，一是谱得到的索力值与实际的索力相比偏大，偏于安全．线分布上频率不是简单的等问距递增，，=l／n不再当索较