斜拉桥索力振动法测量的影响因素分析.pdf

斜拉桥索力振动法测量的影响因素分析 30l 斜拉桥索力振动法测量的影响因素分析 李忠龙黄侨‘昊红林孙永明 (哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，哈尔滨，150090) 摘要：振动法是目前斜拉桥索力测量中的主要方法之一．本文基于振动法测量原理，分 析了影响斜拉桥索力的若干因素，包括基频识别，刚度、边界条件、斜度、垂度，温度．风 及测试系统等对索力测试精度的影响，针对各影响因素提出了实际测量中应注意的问题和信 号处理方法．该方法应用于西昌大桥索力测试，有效避免了振动法索力测量中不利因素的效 应，得出了较好的结果． 关键词：索力测试；振动法；斜拉桥 of山e cabletensioⅡⅡle硒ureInetllodsincable— Abstr舵t：vibmdonmethodisonc mainly onthe suchas stayedbridges．BasedVibmdon血∞Iy，factorsfkquencyseeking，s廿ffness， wllicha行ect condinons，i11idal tllemeasurement boundary shape，slan廿ngangIe，wind锄d system themeasurement metllodis inttletestoft11ecable precisioⅡareaIlalyzcd．Thepresented applied memods tensionin whicht11eresultsconfi衄well血e me)(ichangcable-stayedbridge，in in仃oducedin山is paper． wofds：cabletension 1【ey test；vibra虹onⅢethod；cable_stayed嘶dges 斜拉索足斜拉桥的主要承载构件，准确索力的测定是保证斜拉桥施工控制顺利实施的关 键，直接关系到斜拉桥能否成功修建。在工程中常用的索力测定方法有压力表、压力传感器、 拉索中预埋传感器的测定方法及振动法。前两种方法适用于施工过程中索力测定，无法实现 对张拉完毕的索进行复核，并且由于方法本身的缺陷，很难控制较为准确的索力。第三种方 法价格昂贵，而且成功率低，风险大。前三种测定索力的方法，都存在各自的致命缺陷。所 以振动法几乎是对施工完毕的斜拉索进行索力复核的唯一选择。 斜拉索固有频率和索力之间的关系目前有数值技术的差分和有限元分析方法及解析方‘ 法。尽管数值技术的方法能够较为准确地计算出索力和固有频率之间的关系，但现场测试索 力的工程师需要一个准确、简单明了、快速计算索力的方法。解析法给出了索力和固有频率 的简单关系，建立索力与索的固有频率和索的本身参数关系。本文从如何提高固有频率的精 度、考虑索的抗弯刚度、垂度、斜度和边界条件等方面进行分析。 现代振动与噪声技术(第4卷) 1斜拉索振动法的解析理论 1．1索的测试原理 斜拉索的测试原理基于弦振动理论。当考虑索的抗弯刚度而忽略索的垂度影响时，此时 索相当于轴向受拉梁，得到索振动的运动微分方程： 日≥一r警+m鲁=。 ㈤ 式中：)一横向振动位移(垂直索的长度方向)； r一纵向振动位移； 卜振动引起的索张力增量： E卜一索抗弯刚度；