文档介绍：斜拉桥的拉索分析
斜拉桥的拉索分析
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斜拉桥的拉索分析
斜拉桥的拉索分析
第22卷第4期2005年08月
文章编号:1005-0523(2005)04-0022-04
华东交通大学学报
不方便,并且其价格较高,并且每根索下都要一次性埋设传感器,.
3)磁通法:通过索中的电磁传感器测定索中磁通量的变化 ,由此来
、监测拉索锈蚀的非破
,测定磁通量变化,根据
索力、温度与磁通量变化的关系来推算索力 .用磁通量法测定斜拉桥
的索力,在国外应用的比拟多,但在国内还未见报道.
4)频率测定法:利用索在张紧、低阶振动模态下 ,采用拉索索力与
基频的平方成比例的理论来计算索力 .具体就是用精密拾振仪拾取拉
索的振动信号,经过滤波,放大和频谱分析,再根据频谱图来确定拉索
的自振频率从而导出索力 .此方法适应范围
灵敏度的传感器绑在斜拉索上 ,经过信号放大,即可测出索的自振
频率,:加速度传感器→滤波放大器→信
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号分析仪→计算机和软件 .
:422T+m=0x45x25t2
:x:沿索向的坐标; y:斜拉索垂直于索向的挠度 ; EI:索的抗弯刚
度; t:时间; T:索力; m:索单位长度的质量.
假设索的两端为铰支,那么该微分方程的解为:
2222
πT=4ml[fn/n]-nEI2/l2式中:n:索自振频率的阶数; fn:索的第n阶
自振频率; l:索长.
如果索的抗弯刚度很小 ,与索长的平方相比,可以忽略不计,那么上
式后一项可省略,那么变为:
T=4ml[fn/n]
2
22
由上式可推得:fn=n再令:f1=n
fn=n
T/4ml
T/4ml2那么可得:fn=nf1
2224πT/4ml+nEI/(4ml)
当索的抗弯刚度不能忽略时 ,有:
再令:f1=那么可得:
fn=n
T/4ml
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2224π1+nEI/(4ml)
在上述公式中,最为关键的是索长的选取 ,这是因为斜拉索一般存
在垂度,这加大了拉索在锚固间的动力计算长度 ,同时索在构造上由于
设置了刚性锚头,又缩短了拉索的动力计算长度 .斜拉索的垂度仅对基
频影响较大而对高阶频率那么影响较小 .索长的修正在工程上一般是凭
经验进行的,这对索
华24东交通大学学报
2005年
力变化量影响不大.
由参考资料1中可知,经大量实际资料推导可用下式修正索长 :
L=L0-T?(S1+S2)式中:L0:索两锚固点之间的弦长;S1、S2:索两端
刚性长度(锚环长);T:调整系数,可取～.
如要进行较精确的计算 ,可根据斜拉索的锚固支承条件 ,引用动力
计算长度概念,将复杂的两端固结支承的拉索振动模型等效成两端铰
结支承的拉索振动模型 .
频率测定法的影响因素
直到找出满足要求的基频 n′,那么说明信
号中的干扰太大,
小.
拉索的温度效应
施工的设计索力是在规定桥梁结构温度的情况下确定的,而在具
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体施工阶段,桥体温度处于一个复杂的随机状态 ,因此施工间索力调整
除考虑设计温度下的设计索力外 ,还必须考虑张拉时全桥实际温度场
与设计温度场的差异对梁、索、塔产生的温度变形 ,以及因拉索自身
的内外温度的不同而产生的温度场导致的一根索内索力的分布不均 .
当需要检测全桥的索力时 ,号,..为消除温度变化对,可通过选一天
典型天气进行定时跟踪 ,同时观察温度变化,给出温度与斜索频率之间
的关系曲线,再据此来修正拉索的频率 .
由于斜拉桥主要由钢材和混凝土两种材料组成 ,二者线膨胀系数
不同,相同的温度变化引起的变形不一致 .而且由于斜拉索与混凝土构
件对外界温度变化响应的程度和快慢不同 ,从而在同一时刻结构的温
度变形不同,并且因各部位日照强度和方向不同而导致结构中温度场