由基频计算拉索拉力的实用公式

《由基频计算拉索拉力的实用公式》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第38卷第11期20O5年l1月土木工程学报C}玎叭ACⅣ1IJENG矾EER矾GJOURNALV01．38№．11Nov．2005由基频计算拉索拉力的实用公式任伟新1’2陈刚2(1．中南大学土木建筑学院，湖南长沙4100r75；2．福州大学土木建筑工程学院，福建福州350002)摘要：振动法测索力广泛应用于索结构的施工控制、状态评估和健康监测，其基本原理是基于弦振动理论。弦理论忽略了索的垂度和抗弯刚度的非线性影响，在实际应用中有时会带来不可接受的误差。采用能量法和曲线拟合方法，建立了分别考虑索垂度和抗弯刚度影响

2、，由基频计算索力的实用公式。对公式的适用范围进行了讨论，并与现有解的结果进行了比较，表明本文公式可满足精度要求。关键词：基频；索力；实用公式；垂度；抗弯刚度中图分类号：u443．6文章标识码：A文章编号：1000-13lx(20Q5)l1．00掘06PRAI?ⅡCAL卫．DRMULAS’roI，E11ERMlNEI：ABI。E’rE烈SH。，NBYU刚GCABLEH)NDAMD旺AI一玎tEQI】ENCY腧黝1'2踟z醌增2(1．CentmlSou山Universit)r，ChaIl伊lla410Cr75，China；2

3、．Fu小ouUniv∞i哆，Fuzhou350002，China)Ak出麓ct：ThecabletensionplaysanimponaIltr0_leinmeconstmctioncontr01，assessmentand10ng—te珊monitodngofca·ble—supportedstmctures．1heen孚neeIingiⅡlplemen扭tionofavibmtion—basedcabletensioneValuationismosnyca而edoutbasedont}lesirnpletautstr

4、ingt}leory．How-ever，tllesiⅡlplet}leoryⅡ1ayc踟seunacc印tableermrsinⅡ砌y印plicationssincet}lecablesag觚dbendingsti任hessarei伊叫ed．Basedontlleenellgyt}啪ryandcuⅣefitting，pl批ticalfoⅡ肌lasarepIoposed，inwhicht}lecabletensioncanbeeasilyestiIllatedbyusingtllemeasurIedf曲d锄entalfbq

5、uencya11dmecablesagasweUasbendingsti曲ess如ctsareincluded．卟eapplicabil毋0f龇聊edpmctical‰咖l鹪isV耐fiedbycomp撕sonof岫re-sults谢tllt110sereportedintllelitemture．Kq仰ords：fulldanlentalfjequency；cablete璐ion；practicalfommlas；cablesag；b(mdingst证．ness引言索结构广泛应用于斜拉桥、悬索桥、拱桥、塔桅结构、张拉屋

6、顶等大跨和高耸结构中。索力直接控制索结构的内力分布和几何线型，无论是在结构施工过程还是正常使用阶段，都需要随时准确了解索力的状况，因此索力无疑是索结构健康状态评估和监测的核心指标。振动法测索力是目前索力测定中应用最广泛的方法【l。j。其原理是首先通过振动测试，识别出索的自振频率，由于索力与其振动频率之间存在着特定的关系，索力可由频率换算而间接得到。简化的做法常将拉索理想化为张紧的弦，但是由于忽略了拉索实际存在的垂度和抗弯刚度的影响，有时会带来不可接受的收稿日期：2004彤一16教育部“新世纪优秀人才支持计划”项目误差，需

7、要对弦公式进行修正【4“o。考虑垂度和抗弯刚度后，索的振动方程呈现非线性，因此有必要寻求简单实用的由频率换算索力的工程公式。本文采用索振动的一阶位型，用能量法推导出了分别考虑索垂度和抗弯刚度影响时索基频与索力的关系，进而用曲线拟合方法建立了索力的实用公式，并对其适用范围进行了讨论，并与现有解的结果进行了比较和验证。1考虑索垂度影响的实用公式索振动的示意图及坐标系见图1，“(戈，f)是面内纵向振动运动分量，秽(菇，￡)是面内竖向运动分量，埘(戈，f)是面外运动分量。Irvine建立的拉索振动运动微分方程为例：未{cr+r)

8、(警+警))=m等(1a)万方数据第38卷第11期任伟新等·由基频计算拉索拉力的实用公式·27·暴{(r+r)(誓+警))=m誊一mgc-b)未{(r+r)警)=m器(1c)式中：r为索的拉力；r是由于运动引起的索力增量；m是索单位长度的质量；ds为微段的弧长。图l索振动示意图魄．1scIlem鲥c0f词聊I蛳g翰M