资源描述：
《频率法在拱桥吊杆张力测试中的应用.pdf》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、第41卷第4期Vol.41，No.42015年8月SichuanBuildingMaterialsAugust，2015频率法在拱桥吊杆张力测试中的应用卿双全(重庆交通大学土木建筑学院,重庆400074)b摘要:基于近似频率方程,分别采用了一阶频率识弛139Φ7钢丝束,R=1670MPa,采用OVM-LZM型冷y别张力和两阶频率联合识别张力。计算结果显示第二种方铸镦头锚,分别锚于主拱拱肋的钢管顶和钢横梁的下翼缘。法较第一种方法更精确一点,但是差别较小。在一定条件主拱吊杆在拱肋的下缘及钢横梁的上缘处设有简易减震体,下,两种方法均可以采用,均能满足工程
2、精度要求。且实其中桥梁吊杆总图布置图如图1所示。由于篇幅限制,仅际桥梁吊杆的边界条件可以近似地当做两端固支来处理,以部分吊杆为例计算分析,吊杆基本参数如表1所示。计算精度也满足工程要求。关键词:拱桥;吊杆;近似频率方程;张力;固支中图分类号:U448．22文献标志码:B文章编号:1672-4011(2015)04-0097-02DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.04.0490前言吊杆是中、下承式拱桥重要的传力构件,也是易损构件。吊杆张力的变化预示着吊杆以及整个结构的健康状态。图1桥梁吊杆总体布置图/mm因此,对吊杆
3、张力的测试显得尤为重要。在已有的成桥吊杆张力测试方法中,振动频率法具有操作方便、测试成本表1吊杆基本参数低的优点,是目前运用最广泛的技术。用振动频率法测试吊杆编号D3D4D5D6D7D9吊杆张力,其原理是利用吊杆频率与张力之间的对应关系,吊杆长度/m18．22721．36723．19923．80223．34318．659根据实测的频率和已知参数计算张力。线密度45．745．745．745．745．745．7-1/(kg·m)1振动频率法的基本理论弯曲刚度455333455333455333455333455333455333-21．1拉索及吊杆的振
4、动微分方程/(N·m)422■y(x,t)∂y(x,t)∂y(x,t)EI[4]-T2+ρA2=0(1)2．2吊杆张力计算与分析∂x∂x∂t频率的采集结果如表2所示:式中,EI为拉索的弯曲刚度;T为拉索的索力;ρA为表2吊杆频率测试结果Hz拉索的线密度;y(x,t)为拉索各点随时间变化的位移函数。吊杆编号D3D4D5D6D7D9固支边界条件下得到的频率方程是:2λλ()+shλlsinλl(λ2-λ2)=0一阶频率5．7814．8444．5314．3754．5315．625121-chλ2lcosλ1l2121二阶频率11．7199．6889．06
5、38．9069．06311．250(2)考虑吊杆的结构构造,可认为吊杆边界条件近似于两2424αα4αα4式中λ1=-++k,λ2=++k,端固支的情况。基于上述公式(3)式,对于近似频率方程2424242采用Matlab数值求解,其中一阶频率识别表示仅采用一阶α=T/EI,k=ωρA/EI。频率来计算张力,一二阶频率识别表示采用一二阶频率两1．2近似频率方程个方程联立求解识别张力,此时将弯曲刚度看成未知参数。为避免双曲线函数在求解频率过程中出现“数据溢出”计算结果如表3所示:等数值病态问题。廖敬波等利用双曲线函数为非负的单调表3吊杆张力计算结果递
6、增函数和三角函数为周期函数,引入双曲线控制参数β,吊杆使得β<(αl)2+(iπ)2,将(2)式简化而得到两端固支D3D4D5D6D7D9编号条件下的近似频率方程:设计tanλl=2(λ/α)2+(λ/α)4(3)1824．761808．101809．081826．721809．081824．76111值/kN2某中承式拱桥吊杆张力测试与分析一阶频率识别1797．901766．501841．801810．601867．101788．602．1工程概况/kN该桥是某市环城高速公路的一座特大桥,桥跨型式为相对-1．47-2．301．81-0．883．2
7、1-1．98(2×40)m+(12+175+12)m的桥跨结构,其中牛郎关侧误差/%引桥为2×40的预应力混凝土连续箱梁,主桥为(12+175一二阶+12)m钢管混凝土拱桥。主拱中间吊杆采用镀锌高强低松频率1814．501761．201837．001837．701837．001784．80识别/kN相对作者简介:卿双全(1989-),男,湖南邵阳人,在读硕士研究生,主要-0．56-2．591．540．601．54-2．19误差/%研究方向:桥梁健康监测。·97·Vol.41，No.4第41卷第4期August，2015SichuanBuilding
8、Materials2015年8月数据显示:对此类吊杆,将其边界条件近似为固支的是唯一选择。[ID:002112]条件是符合
