專利名稱：一種帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于吊桿內(nèi)力測定技術(shù)，尤其涉及一種帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其技術(shù)可用于橋梁施工和加固中系桿、吊桿內(nèi)力的調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
索和桿是工程結(jié) 構(gòu)中常見的構(gòu)件，在橋梁工程中應(yīng)用廣泛，如斜拉橋的斜拉索，拱橋的吊桿與系桿、懸索橋的懸索與吊索，鋼桁架橋中的剛性支撐桿等。運(yùn)營中的索和桿結(jié)構(gòu)的邊界條件往往比較復(fù)雜，以往的結(jié)構(gòu)分析只是對其進(jìn)行簡單的處理，勢必給計(jì)算結(jié)果帶來較大的誤差。而如果要準(zhǔn)確評(píng)估各類大跨度橋梁的安全可靠性，對其主要承力構(gòu)件一索桿系統(tǒng)的內(nèi)力進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別是基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行精細(xì)的有限元內(nèi)力計(jì)算是關(guān)鍵。以往的索力測試方法無法準(zhǔn)確測得各復(fù)雜邊界條件下的索桿內(nèi)力，比如帶減震器的短吊索。這就使得工程師和橋梁管養(yǎng)部門無法準(zhǔn)確的判斷橋梁的真實(shí)受力狀態(tài)，在這種條件下，工程師們對橋梁的各種維修養(yǎng)護(hù)決策的制定都是基于設(shè)計(jì)狀態(tài)的索力，這將導(dǎo)致極大的誤差。因此，系統(tǒng)地對工程中迄今為止無法方便、準(zhǔn)確測得其內(nèi)力的索桿進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，進(jìn)而精細(xì)計(jì)算分析其安全性，對既有橋梁的安全狀態(tài)評(píng)估具有重要的意義。索桿內(nèi)力的主要測試方法有油壓表量測法、壓力傳感器量測法、磁通量法、振動(dòng)頻率量測法等。油壓表量測法適合于施工階段拉索張拉的同時(shí)確定張拉力的大小，但對于成橋后拉索的索力測定該方法就不適合了，由于安裝和移動(dòng)張拉千斤頂不是十分的方便。壓力傳感器量測的準(zhǔn)確性高，穩(wěn)定性較好，易于長期監(jiān)測，選擇恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鞒凉M足施工控制監(jiān)測需要外，還可用于橋梁運(yùn)營過程中的索力測量。但有兩個(gè)缺點(diǎn)一是費(fèi)用太高，二是只能量測錨頭處的張力，當(dāng)遇到索在張拉過程中某位置被卡的情況時(shí)，這個(gè)方法就會(huì)測量出錯(cuò)誤的索力。磁通量法目前國內(nèi)用的較少，技術(shù)目前還不是很成熟。振動(dòng)頻率量測法測量拉索的索力時(shí)，需首先設(shè)法測出拉索的振動(dòng)頻率，因?yàn)槔鞯恼駝?dòng)頻率與拉索的索力之間存在著一定的關(guān)系。目前，結(jié)構(gòu)的頻率測試技術(shù)非常成熟，完全能滿足工程上的需要，但在頻率和索力的關(guān)系方程方面卻沒有一種計(jì)算方法能夠廣泛地應(yīng)用于各種復(fù)雜邊界條件下的索桿結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種在頻率測試后能高精度地識(shí)別出帶減震器短吊桿的內(nèi)力的方法，為工程中大橋吊桿、系桿內(nèi)力的調(diào)節(jié)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，依次包括以下步驟步驟一，采集吊桿結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)，包括組成吊桿結(jié)構(gòu)的鋼絲根數(shù)、鋼絲受的軸向力、材料的彈性模量、受力的截面積、吊桿結(jié)構(gòu)的計(jì)算索長、單位索長的重量、減震器所處的位置、所有的材料、支承剛度等；
步驟二，計(jì)算吊桿截面的幾何剛度EI :將吊桿截面進(jìn)行等六邊形分層，即將吊桿的截面以中間的基本單元為基礎(chǔ)，以等六邊形的形式向四周分層擴(kuò)散，然后根據(jù)式(I)
(3)計(jì)算吊桿截面的截面慣性矩，
權(quán)利要求
1.一種帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于，依次包括以下步驟 步驟一，采集吊桿結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)，包括組成吊桿結(jié)構(gòu)的鋼絲根數(shù)、鋼絲受的軸向力、材料的彈性模量、受力的截面積、吊桿結(jié)構(gòu)的計(jì)算索長、單位索長的重量、減震器所處的位置、所有的材料、支承剛度； 步驟二，計(jì)算吊桿截面的幾何剛度EI :將吊桿截面進(jìn)行等六邊形分層，即將吊桿的截面以中間的基本單元為基礎(chǔ)，以等六邊形的形式向四周分層擴(kuò)散，然后根據(jù)式(I) (3)計(jì)算吊桿截面的截面慣性矩，I=C1/ (I) I=IrfI' =Γ (1+ ε / )4(2)
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于所述的截面慣性矩系數(shù)Cn的取值分別如下 (a)對于平行鋼絲索桿截面，當(dāng)截面為等六邊形鋼絲截面時(shí)N=Nh,
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于所述的步驟三，對吊桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)頻率的測試是在結(jié)構(gòu)溫度場局部溫差較小時(shí)測量，選擇最高階主振頻率的5 10倍的采樣頻率進(jìn)行采樣，得到測試頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于所述的步驟四，建立吊桿結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率分析的有限元計(jì)算模擬是應(yīng)根據(jù)索桿現(xiàn)場的實(shí)際工作狀態(tài)采用合適的連接方式進(jìn)行邊界條件模擬分析，得到索的計(jì)算長度、剛度矩陣、質(zhì)量矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于所述的吊桿包括平行鋼絲索桿和鋼絞線索桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于所述的基本單位，對于平行鋼絲索桿截面，其基本單元是鋼絲，對于鋼絞線索桿截面，其基本單元是鋼絞線。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于所述的振動(dòng)頻率的測試用北京東方振動(dòng)研究所開發(fā)的DASP振動(dòng)測試系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于所述的工程允許誤差ξ為儀器測試精度10_4。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，其特征在于所述的[K]為離散的各單元?jiǎng)偠染仃囍停籟Μ]為離散的質(zhì)量矩陣之和。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶減震器短吊桿的內(nèi)力測定方法，依次包括以下步驟步驟一，采集吊桿結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)；步驟二，計(jì)算吊桿截面的幾何剛度EI；步驟三，對吊桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)頻率的測試；步驟四，建立吊桿結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率分析的有限元計(jì)算模擬；步驟五，對振動(dòng)頻率方程進(jìn)行求解，得到吊桿的內(nèi)力。該方法能夠完全考慮此類索桿的振動(dòng)參數(shù)，包括索桿的剛度、非均質(zhì)、復(fù)雜邊界條件等，能識(shí)別出傳統(tǒng)方法不能夠識(shí)別的復(fù)雜條件下的索桿內(nèi)力。
文檔編號(hào)G01L1/00GK102829898SQ20121028041
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者張?jiān)? 王榮輝, 邱波, 周曉蓉, 馬玥 申請人:廣西交通科學(xué)研究院