浅谈斜拉索与吊杆索力测量及短吊杆索力误差分析.pdf

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1、Doors&Windows分析研究与探讨分析研究与探讨浅谈斜拉索与吊杆索力测量及短吊杆索力误差分析许超湖南科技大学摘要：斜拉索和吊杆的索力测量无论是在桥面未铺装的施工阶段还是在后期运营健康监测阶段都非常重要。对于索力测量在成桥后主要是自振频率法，本文主要进行了斜拉索与吊杆索力在测量中的对比分析以及短吊杆索力误差分析并对以后监测工作提出了建议。关键词：钢管混凝土拱桥；斜拉桥；短吊杆；索力1工程概况导致约束力减弱。湘潭四桥（莲城大桥）是湘潭市二环线上的一座特大桥，（2）位于伸缩缝附近受到了过往车流影响。大桥全长约1340.86m，其中主桥长度640

2、m，为120+400+120斜拉飞燕式钢管混凝土拱桥，边跨与主跨跨度比为0.3。该桥主桥采用了斜拉拱的新型桥式，这是以拱结构受力为主，辅以斜拉索受力的组合结构体系，包含112根斜拉索和78根吊杆，其独特的组合结构为科学研究提供了契机。图2斜拉索病害图2.2.2吊杆测量结果及误差分析通过与成桥索力对比，发现全桥78根吊杆中只有东西岸上下游共8根短吊杆（<16m）索力测试出现问题，由于端部系图1主桥整体布置图杆存在拉力的作用此严重不符合逻辑。长度介于18m~62m的2索力测量吊杆通过多次测量结果偏差在5%以内，精度达到了工程要2.1索力测量原理求。

3、对偏差较大的四根斜拉索进行误差分析。1δ对全桥78根吊杆进行测试，均测量三次求取平均值，部分根据张力弦振动公式T=，式中F为弦的自振频2Lρ结果如表2。率，L弦的长度，ρ弦的材料密度，δ弦的拉力。明确了弦的材料表2和长度之后，测量弦的振动频率就可确定弦的拉力。对于两西东端固定匀质受力的钢索也可近似作为弦（本桥吊杆由109根Ф上游吊实测吊上游吊实测吊岸实测频岸实测频7钢丝组成）。在钢索上绑扎加速度传感器后施加外部激励，索杆长度率（HZ）杆索力索杆长度率HZ）杆索力（m）（kN）（m）(kN)由动测仪捕捉振动信号并进行频谱分析，拉力T与其基弦F有号

4、号如下关系：T=KF2其中K为比例系数，F为钢索基频，T为钢索拉力（kN），F=Fn/nFn为主振动频率（Hz）。比例系数K=4WL2/1000D0112.4596.704951.861D3814.3165.813944.762其中W为钢索单位长质量（kg/m），L为钢索两嵌固点之间的长D0215.1775.262870.143D3911.5256.311748.621度（m）。本次试验采用JMM-268索力动测仪。影响短吊杆索力测量准确性因素有两个方面，吊杆两端2.2测量成果的约束条件和索体长度的取值与实际情况的差异。本次测量2.2.1斜拉索

5、测量结果及误差分析吊杆长度选取为上下锚垫板中心间的距离，严格看来，吊杆伸对全桥112根斜拉索进行测试，均测量三次求取平均值，入钢管混凝土有部分长度故吊杆两端既不属于固支也不属于部分结果如表1。简支，但从受力模型的角度来讲只能从这两种支撑形式分开通过与成桥索力进行对比，发现112根斜拉索中只有4根考虑。以下主要研究针对选取不同约束条件对吊杆索力测量索力偏差比较大（超过10%），其余索力均在正常范围以内。结果的影响。此次测量结果说明工程上利用频率法测量索力精度达到了要（1）根据国家行业标准对索力测量给出的建议公式，针对22求，可以推广使用。对偏差较

6、大的四根斜拉索进行误差分析4mfL22受轴向拉伸的欧拉梁两端看做简支时，有T=n-EInπ发现。n2L22(16f2-f2）/3。（1）四根斜拉索减震器及卯头处均存在不同程度的锈蚀消除EI影响后得T=mL12表1西岸索号上游拉索编号成桥索力（kN）实测索力（kN）变化（%）下游拉索编号成桥索力（kN）实测索力（kN）变化（%）MC25124936.54440.610.05%5404313.13802.811.83%MC5－15171412.31604.913.64%5461273.31110.7-12.77%1842016.12分析研究与探讨分

7、析研究与探讨Doors&Windows（2）李新生运用瑞利能量法研究得到两端固支吊杆索力：影响进行了深入研究；湖南城市学院的刘灵勇利用DASP动态2(4.3865f2-0.2742f2）采集分析系统进行了多种测试方法的对比；华南理工大学的T=mL12（3）孟少平运用能量法对两种支撑情况进行统计优化，得袁俊桃发展了GA-BP神经网络进行索力预测并建立数值计算出了适应固支形式近似索力计算公式：模型进行了分析；合肥工业大学的盛宏玉经过试验研究得出2L2(640.8f2-84.39f2）/1000了当吊杆长度大于20米时运用交通部推荐的公式精度可以达T

8、=mπ12三种计算公式偏差如表3。到要求的结论。表3总的来说，在桥梁运营阶段避开外部环境干扰利用索力仪测试斜拉索索力精度可靠可以在工程检测中运用推广；