频率法测试系杆拱桥吊杆索力影响因素研究

建立考虑吊杆轴向力影响的振动微分方程,对边界条件及吊杆计算长度两影响因素进行研究。基于频率法测试系杆拱桥吊杆索力原理,引入吊杆计算长度修正系数概念,将吊杆两端复杂的边界条件动力等效成两端铰接,并拟合出吊杆计算长度修正系数计算公式。将该式用于实桥吊杆索力测试,计算精度较高,满足工程要求。     

频率法测吊杆力参数识别的高斯-牛顿迭代法

目前工程上广泛采用频率法测量吊杆索力,其精度主要取决于准确的索力、频率对应关系,而这种关系的准确程度则依赖于函数拟合及吊杆参数的准确性。通过给出频率法测量索力中参数的确定方法,利用高斯-牛顿迭代法对吊杆索力进行参数识别,确定了吊杆力的计算模型。在此基础上,以180 m提篮式系杆拱桥为例对计算公式进行验证,计算结果表明:实测索力值与计算索力值较为一致。提出的索力计算方法,为今后类似桥梁索力识别提供了参考依据。     

基于磁弹效应的拱桥吊杆索力监测

拱桥结构在我国应用广泛,吊杆作为该类桥梁的主要受力构件,直接影响到桥梁的安全性和耐久性。在桥梁施工过程以及运营期间,对吊杆索力进行监测可以非常有效地评估桥梁的健康状况。由于边界条件复杂、长度短、弯曲刚度不可忽略等原因,振动频率法测索力精度低;应变测量法无法获得全量索力,而磁弹效应法可以获得全量索力。首先介绍了磁弹效应法测索力的基本原理,开发了磁弹索力传感器和基于Labview的索力监测系统,并搭建了吊杆索力监测实验装置。对实际工程应用的直径65mm的吊杆进行索力监测试验。结果表明,所研发的磁弹索力传感器和测量系统,具有较高的测量精度(相对误差1%),不受吊杆长度、边界条件等因素影响,适用范围广,适合于拱桥吊杆索力的长期监测。     

系杆拱桥吊杆索力测试研究

系杆拱桥的吊杆比较短,吊杆索力受两端约束条件影响比较大,采用振动频率法分析了吊杆在两端铰接、两端固结和等效铰接等3种约束条件下,其实测索力与设计值之间的差异.测试结果表明,将吊杆两端简化为等效铰接,综合考虑了吊杆抗弯刚度和两端约束条件的影响,根据吊杆振动频率与索力之间的关系,计算吊杆索力精度比较高,满足工程要求.     

短吊杆索力-频率关系试验研究

针对频率法测索力的局限,为探究实桥短吊杆的索力-频率关系以及其影响因素,以上海市三座轨道交通系杆拱桥为例,在实验室中模拟三座实桥吊杆,并设置多组工况,以研究短吊杆索力-频率关系、长短吊杆分界长度以及PE套管、断丝对频率-索力关系的影响。试验结果表明:短吊杆实测基频较理论计算明显偏大,随着索力上升,实测基频与计算基频逐渐接近;就本试验所模拟的实桥而言,长短吊杆分界长度约为5 m;PE套管和断丝工况对索体索力-频率关系影响较小。     

考虑边界弹性约束的索力动力检测理论与试验研究

为了提高索力动力检测精度,考虑索的垂度、抗弯刚度和边界弹性约束等因素建立数学物理模型,给出索频率方程的无量纲形式,研究各因素对索力动力检测的影响。结果表明:索的垂度只影响奇数阶频率,采用偶数阶频率进行索力检测可以忽略索垂度的影响;对较短或索力较小的索,索的抗弯刚度和边界条件对索力动力检测的影响不可忽略,索的抗弯刚度越大,边界条件的影响越大。以索力动力检测理论为基础,假设不同边界条件下的索力识别公式具有相同形式,导出了考虑索的抗弯刚度和边界条件对索力动力检测影响的实用计算公式。通过试验验证了实用计算公式的精确性和实用性。     

考虑施工过程的下承式系杆拱桥吊杆索力二次优化法

下承式系杆拱桥的吊杆力大小对拱桥整体受力影响很大,为研究施工过程中吊杆力的优化计算方法,文章采用MIDAS CIVIL软件建立了某下承式系杆拱桥有限元计算模型,分别采用弹性支撑连续梁法、最小弯曲应变能法以及二次优化法分别计算了施工过程中的吊杆的3次张拉索力值,对比了不同吊杆力大小对结构的受力和变形的影响,得出以下三点主要结论。(1)采用弹性支承连续梁法计算出长吊杆索力值较为均匀,但是短吊杆索力值与长吊杆差异很大;采用最小弯曲应变能法求得的吊杆索力总体较弹性支撑连续梁法更为均匀,但短吊杆索力值与长吊杆差异仍较大。(2)采用二次优化法计算出的长、短吊杆索力大小均基本一致,不仅可以简化吊杆的设计、制作和施工,还有利于系杆拱总体受力。(3)相对弹性支撑连续梁法、最小弯曲应变能法计算出的索力和设计采用的索力,采用二次优化法计算出的索力能同时大幅降低拱肋和系梁的弯矩值,可以有效改善拱肋、系梁的受力,减小系梁变形。     

短吊索索力测试研究

在介绍常用索力测试方法和经验公式的基础上,对采用频率法测试杭州江东大桥自锚式悬索桥短吊索索力时索力与频率的复杂关系问题通过有限元建模计算,对频率法比例系数进行修正计算,对测试结果进行分析和比较表明该方法是有效的。     

预应力混凝土斜拉桥索力测试与分析

通过讨论索力测试的方法,分析频率法测定索力的原理,并分析可能产生误差的因素,给出合理有效的方法减小误差。通过斜拉桥施工中索力的实测表明,根据所测频率基于振动原理所获的索力值在一般情况下具有相当的精度,满足斜拉桥施工控制的要求。     

某拱桥吊杆基于索力的安全评估研究

某已使用多年的拱桥需要对其吊杆进行安全评估,而吊杆索力是评估吊杆安全的重要指标,本文以该吊杆基于索力的安全评估为研究背景,介绍了如何采用频率法对吊杆的索力进行测量,其中包括索频率测量的方法以及索力与频率的转换关系等技术要点,分析了如何确定吊杆索力的安全指标,最后对吊杆基于实测索力进行安全评估.本文的方法可为同类型项目提供有益的参考.     

基于振动法的拉索索力测试研究

对拉索(吊杆)索力的测量方法展开了研究,通过建立拉索的有限元仿真模型,在考虑拉索锚固边界以及减振器的边界刚度影响的情况下,分析了拉索索力与多阶固有频率之间的关系,并拟合出拉索索力与多阶固有频率之间的理论公式.在拉索索力实际测量过程中,依据有限元分析得出的拉索多阶固有频率确定测量采样频率,再依据拉索的多阶理论自振振型确定测量采样方向,保证可采集到拉索单向振动的多阶固有频率,最后将拉索的实测多阶固有频率代入理论公式计算拉索的真实索力.该方法可大大提高振动法测量拉索索力的准确性和可靠性.     

频率法及千斤顶法在钢桁架悬索桥病害检测中的应用

文中以某钢桁架悬索桥工程为例,对其病害情况进行详细分析,对比主缆、钢桁架加劲梁变形及重要构件锈蚀状况的检测数据,提出维护建议。通过数据比对,文中采用千斤顶法、频率法测量与修正吊杆索力水平,借助空间节点平衡理论获取不同主缆段索力值。结果表明,主缆与吊杆索力、主缆与主桁架的空间变形关系密切。     

振动频率法检测吊杆索力试验研究

介绍了振动频率法的基本原理,并利用振动频率法,对某悬索桥吊杆索力进行现场检测,检测结果与工程实际情况相符合,表明振动频率法能够保证吊杆索力测试的精度要求。     

基于径向基函数法的拱桥吊杆索力控制研究

吊杆索力控制对拱桥结构的安全性和可靠度有很大的影响,是拱桥施工的难点问题。根据一定的张拉顺序,通过MIDAS软件建立有限元模型得到所需的吊杆索力样本库。以成桥设计索力作为径向基函数法(RBF法)的输入向量,所求的初始索力为输出向量。利用分布密度参数控制求解精度,逼近两者之间的非线性映射关系,直接计算出吊杆初索力。研究表明:BRF法可以将索力的计算值与设计值之间的误差控制在5%以内,满足工程要求。     

钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力测试方法与数据分析

本文结合某桥实际工程,研究了自振频率法在施工过程中吊杆索力测量中的应用。该桥采用钢管混凝土系杆拱桥,吊杆张拉后其索力大小直接影响到结构受力性能及后期施工,因此索力张拉采用分批分次方式进行,桥面板铺装前索力张拉在整个施工过程中尤显重要。本文采用吊杆两端铰接,不考虑其抗弯刚度影响的索力测量法对其进行了测量。通过对索力测量结果的分析,找出了结构可能存在问题的原因,并为后期施工提出了具体解决方案。文中采用的自振频率法不仅可应用于拱桥吊杆索力的测量,对其他索吊类结构,如悬索桥和斜拉桥,也同样适用。该方法简便实用,便于工程应用推广。     

浅谈斜拉索与吊杆索力测量及短吊杆索力误差分析

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。     

索力偏差对拱梁组合桥拱肋受力性能的影响

吊杆是拱桥的重要传力部件,为研究吊杆索力偏差对钢管混凝土哑铃形拱梁组合桥拱肋受力性能的影响,以某钢管混凝土哑铃形拱梁组合桥为研究对象,采用有限元分析,研究了长、短吊杆索力偏差对钢管混凝土哑铃形拱梁组合桥拱肋内力、应力和变形的影响。分析结果表明,长、短吊杆索力偏对钢管混凝土哑铃形拱梁组合桥拱肋轴力影响不大,但是对其所受弯矩影响较大。     

自振频率法在柳州市文惠大桥吊杆索力测试分析中的应用

介绍了自振频率法的测试原理及在柳州市文惠大桥吊杆索力测试中的应用,对整个大桥吊杆索力测试结果进行了分析,结果表明自振频率法应用于既有桥梁吊杆索力检测是可行的。     

考虑拱桥吊杆索体抗弯刚度的索力测试方法

结合工程实例,分析了基于频率法考虑抗弯刚度对拱桥吊杆索力测试的影响,并采用分级张拉标定吊杆索力的方式减小索力测定过程中的偶然误差,使索力测试结果更为准确。论文提出的考虑抗弯刚度的拱桥吊杆索力测试方法可为同类工程提供参考。     

斜拉索测试分析

介绍了斜拉索索力测试的方法,阐述了用频率法测量索力的原理,分析了频率法测量索力的影响因素,指出应重点关注拉索的垂度、抗弯刚度、减震器、测量条件和温度对索力的影响,同时注意索力之间的相互影响对桥梁索力分布的影响。