频率法测量索力的试验研究

选用张紧弦模型来计算索力,频率是影响该索力计算模型索力测试精度的一个重要影响因素.为了从拉索的实测加速度时程响应中提取精确的频率,对时程响应曲线进行了消除趋势项、信号加窗、数字低通滤波处理,最后求取了响应信号的自功率谱,提取了斜拉索的固有频率.最后结合吉林省某斜拉桥索力测试的实际工程,验证了本文所述方法的正确性、可靠性和有效性.     

频率法测量索力的试验研究

选用张紧弦模型来计算索力,频率是影响该索力计算模型索力测试精度的一个重要影响因素。为了从拉索的实测加速度时程响应中提取精确的频率,对时程响应曲线进行了消除趋势项、信号加窗、数字低通滤波处理,最后求取了响应信号的自功率谱,提取了斜拉索的固有频率。最后结合吉林省某斜拉桥索力测试的实际工程,验证了本文所述方法的正确性、可靠性和有效性。     

超长斜拉索张力振动测量的传递矩阵法

振动法测量拉索张力需要准确描述索力与自振频率的关系,为反映超长斜拉索的真实构形及垂度效应,满足超大跨斜拉桥对测试精度的要求,考虑超长斜拉索垂度、倾角、自重及切向张力沿拉索变化的影响,在静力分析推导出斜拉索静态构形的悬链线方程基础上建立超长斜拉索振动的离散模型,应用多体系统传递矩阵法计算拉索固有频率,通过求解特征方程建立索力与振动频率的关系,提高了超长斜拉索张力的振动测量精度,完善了索力振动测量方法。通过对实际工程的测试结果分析表明,该方法具有准确、实用和易编程的特点,完全能满足工程应用要求。     

阻尼器对频率法拉索索力测量的影响

振动频率法应用于索-阻尼器体系的索力计算会产生较大误差.为了考察阻尼器对频率法拉索-阻尼器体系索力测量精度的影响,采用有限元仿真分析方法,分别研究了阻尼器阻尼系数、安装高度及其刚度等因素对体系频率和索力测量的影响.研究发现,阻尼系数和安装高度对高阶频率影响显著,阻尼器刚度对低阶频率影响显著.在阻尼系数和刚度都大于其对应临界值时,拉索在阻尼器位置处近似铰支,采用修改索长方法可在一定程度上提高索力测量精度.此外,采用拉索的二阶频率可以消除垂度影响,从而改进索力测量精度.     

索力振动测量的有限差分传递矩阵法

为提高振动法测量拉索张力的精度,准确描述索力与自振频率的关系,拓展索力测量振动法的适用范围,针对变刚度拉索的横向自由振动及张力测量问题,利用有限差分法及传递矩阵法并将二者相结合推导了拉索有限差分形式的振动方程。在此基础上得到离散系统的元件传递矩阵方程及总传递方程,应用传递矩阵法计算拉索固有频率,通过求解特征方程建立了索力与振动频率的关系。通过对实际工程的测试结果分析表明,该方法具有准确、实用和易编程的特点,能满足工程应用要求。     

斜拉索索力测试及评价方法研究

斜拉桥是利用斜拉索把桥跨结构的恒载和承受的活载传递到塔柱上,斜拉索索力的大小对整个桥梁结构受力的合理性和主梁线形起着决定性的作用,因此对斜拉索的索力进行测试及评价对斜拉桥的安全运营十分必要。基于两端张紧弦模型,明确了基于频率法测试斜拉索索力的基本原理及过程。基于测试到的索力数据,提出了一种采用灰色关联度方法对全桥索力进行评价的方法。最后以一座斜拉桥的索力测试为工程依托,验证了方法的可行性和有效性。     

离散频谱校正方法的抗噪性能研究

系统分析了四种离散频谱校正方法(比值法、能量重心法、FFT+FT法和相位差法)的抗噪性能,井通过仿真研究表明了;比值校正法校正精度高,但有插值方向错误的可能;能量重心法由于本身是一种近似方法,校正精度相对较差,但抗噪性能稳定;FFT+FT连续细化分析傅立叶变换法的校正精度和抗噪性能跟细化倍数有关;相位差法的校正精度较高,其抗噪性能与时移点数和谱分析点数有关,并且算法本身存在将相位差调整到主值区间而导致校正错误的可能。加窗总体来说都会导致抗噪性能的下降,但能够避免比值法插值方向错误的可能,也可以显著提高能量重心法的校正精度。     

振频法索力监测中自振频率的频谱倍增方法

利用振频法对索力进行长期在线监测时,为高效准确地自动识别拉索的自振频率,就必须避免拉索随机振动信号的非平稳性和频谱微弱等不利条件,减小随机噪声及干扰.根据斜拉索振型的特征,提出频谱倍增法:对单组振动信号频谱幅值进行m次数组乘积,或者对m组相邻频谱幅值进行一次数组乘积;并通过理论分析证明了该方法能够将信噪比至少提高m倍,是常规累加平均法的(√ˉm)倍.以重庆马桑溪长江大桥斜拉索为研究对象进行现场对比试验,分别采用频谱倍增法和累加平均法进行自振频率的自动识别,倍增法基频识别结果误差减少至4％以内,且识别效率提高了5～10倍.试验结果表明:倍增法不仅提高了识别结果的精度,还缩短了识别所需的时间,提高了识别效率.     

基于拉索振动特征的索力检测与评估方法

基于拉索振动力学模型,建立了频率与索力的数学关系.提出运用实测振动频率推算索力及频率点所对应振动阶数的计算公式,给出采用相邻频率值推算出的频率阶数偏离整数程度来评价索力测量结果可靠性、合理性的方法.针对拉索振动特点及索力检测应用环境开发出一款新型索力检测仪,其实用性、合理性已在实际工程应用中获得验证.     

无线同步索力测试系统的研究与应用

斜拉索作为斜拉桥结构体系中至关重要的受力构件,长期受桥体自重与桥梁上部多种荷载的作用。因此,测试并分析斜拉索的受力状态对斜拉桥整体的安全评估具有重要意义。基于Zig Bee技术标准研制了桥梁索力测试无线传感系统,提出了改进的延迟测量时间同步算法,完成了时间同步算法的仿真验证,并对大连某斜拉桥进行了多根斜拉索同步测试。结果表明:该无线同步索力测试系统测量索力准确度高,同时具备实时性好、同步精度高、工程布设便捷等特点,在斜拉索健康监测与评估领域中有良好的应用前景。