形变雷达在桥梁斜拉索索力测试中的应用初探

本文对新型形变测量产品——形变雷达在桥梁斜拉索索力测试中的应用进行了初步研究。通过形变雷达监测斜拉索的振动位移,提取其振动基频,进而应用频率法计算得到拉索索力。形变雷达可以实现非接触式的多索同测,不仅能够降低工程实施成本,而且能提高索力测试精度和索力检测效率,是更加快捷、方便的测量装备。     

大吨位钢绞线斜拉索索力测定的新方法

大吨位钢绞线斜拉索一般采用等张力法进行张拉施工,现有测试方法对于钢绞线斜拉索的索力测定均存在一定弊端,其适用性存疑。文中介绍一种基于线性回归理论的钢绞线斜拉索索力测定方法,通过对张拉数据进行分析可直接得出钢绞线斜拉索索力,既可较好地反映整束钢绞线斜拉索的整索索力状态,同时也能直观反映整束斜拉索中的各根钢绞线拉力是否均匀。文中着重对其基本原理及具体实施步骤进行介绍。     

斜拉索实测索力计算方法研究

斜拉桥的索力测试,目前最常用的方法是频率法测试出斜拉索的振动,然后通过频率-索力计算公式换算出斜拉索的索力.结合吴江舜湖大桥工程,在斜拉索施工的时候,当索力和相应索力频谱已知的情况下,探讨出合适的计算方法;在后期的索力测试中,根据张拉过程中推导的计算方法,可以准确计算斜拉索的索力,使得斜拉索索力和主梁内力同时满足设计要求.     

钢绞线式斜拉索施工阶段的索力测试

结合四川宜宾长江大桥的现场监控,阐述了钢绞线式斜拉索的特点及频率法测量钢绞线斜拉索索力的基本原理.通过对索力简化公式的修正,准确地测出了索力值,其精度满足工程要求.研究成果对该类斜拉索的索力监测具有指导意义.     

在役斜拉桥索力测试研究

该文以某在役斜拉桥为对象,通过对该斜拉索索力测试结果和理论计算结果的对比分析,推定该桥多年运营后斜拉索中留存的索力情况,判定是否要对该桥的斜拉索进行索力调整,以确保桥梁运营安全。     

斜拉桥索力参数识别与测试评价

桥梁运营健康监测系统中个别斜拉索索力超出设计理论值,本文重新复算了索长、索密度等参数,并对桥梁部分斜拉索进行索力测试,进一步明确斜拉索实际受力状况,为下一步维修处置提供依据,并可为同类型斜拉桥索力测试参数取值提供借鉴。     

频率法测量索力中的参数分析与索抗弯刚度的识别

通过有限元法及样条拟合技术获取斜拉索索力与频率的对应关系,并讨论这些关系在频率法测量索力中的应用。在此基础上,以崖门大桥斜拉桥索力测试为研究背景详细分析了频率法测量索力中诸如索的抗弯刚度、支座条件和斜度等参数对索力测试精度的影响,并提出一种基于多阶频率测试结果的斜拉索抗弯刚度识别方法。     

基于频率法的斜拉索索力测试影响因素分析

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一,其索力的大小直接影响桥梁结构的内力和变形状态。频率法是运营期间的桥梁索力测试的常用方法。本文以某斜拉桥为例,通过MIDAS CIVIL建立全桥有限元模型,确定合理成桥状态,结合ANSYS斜拉索减震装置仿真分析,采用频率法对其斜拉索索力进行测试,综合考虑频率法精度的各影响因素,对索力进行安全判定。结果表明:利用未知荷载系数功能优化后的索力可靠性较高;随着减震器等效刚度的不断增大,计算索长选取方式对索力误差存在影响;考虑减震器为刚性支撑,其计算的索力更能接近真实索力;该桥实测索力整体与原成桥索力差别不大,斜拉索索力整体处于安全可控的范围内。     

基于监测数据的悬索桥加固技术及其应用

为了确定悬索桥吊拉组合体系加固结构中斜拉索的合理张拉力,根据已有理论提出一种基于监测数据的悬索桥加固技术.以某悬索桥加固为背景,对该悬索桥的主缆温度位移、荷载位移以及桥塔荷载位移进行监测,基于监测数据建立斜拉索索力预测模型,采用该模型得出斜拉索的合理张拉力.该悬索桥加固完成后,通过斜拉索索力实测表明:基于监测数据的悬索桥加固技术具有较高的可靠性,该技术能够较准确地反映既有悬索桥的实际受力状态.     

基于有效振动长度的多支撑斜拉索索力识别

为了解决斜拉桥拉索的计算长度难以界定、索力计算困难的问题,基于模态振型比与模态频率相结合的概念,提出了一种准确测定斜拉索索力的新方法。该方法通过引入有效振动长度的概念,将复杂边界条件的斜拉索等效为简支欧拉梁,从而可以采用既有的索力计算公式进行计算。通过振动测试得到多阶振型和频率,将理论振型与实测振型之间的误差的平方和作为目标函数,采用优化的方法可以准确求解得到拉索的有限振动长度。最后通过数值算例,验证了方法的正确性。     

高低塔斜拉桥施工阶段温度效应分析

为了解高低塔斜拉桥施工阶段温度作用对结构的影响,以清溪口渠江特大桥主桥为背景进行研究。采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析最大单悬臂施工阶段昼夜温差、主梁温度梯度、桥塔温度梯度、斜拉索与桥塔和主梁温差对斜拉索索力和主梁挠度的影响。结果表明:昼夜温差引起的主梁挠度和斜拉索索力变化很小;主梁温度梯度作用下,边跨主梁挠度和斜拉索索力变化较小,中跨主梁挠度在悬臂端处最大,合龙段附近斜拉索索力明显增大;桥塔温度梯度作用下,边跨主梁挠度较小,中跨主梁挠度较大,边跨支座附近斜拉索索力变化明显;斜拉索与桥塔、主梁温差作用下,中跨主梁高塔、低塔侧悬臂端最大挠度分别为137mm、78mm,桥塔附近斜拉索索力变化显著,最大变化值为设计索力的9.8%。     

多视域下基于全息性态特征的索力测试方法研究北大核心

为精确高效地进行大型斜拉桥拉索索力机器视觉测量,提出了多视域下基于全息性态特征的索力测试新方法,并进行室内试验和现场测试验证。该方法采用全息视觉传感器系统进行拉索视觉数据采集,基于被测目标像素特性,构造像素转换与位置映射矩阵进行像素增强,通过等高线云图闭环阈值分割逐次解析复杂测试场景下拉索空间几何构型,进而量化分析全息性态特征点集参数计算索力。以室内钢丝绳模型索以及主跨445 m的重庆东水门长江大桥斜拉索为测试对象,进行了拉索空间几何构型及误差分析,并计算拉索索力。结果表明:该方法可有效提高机器视觉架构下拉索几何构型以及大规模索力测试的计算效率与精度,室内模型索索力测试最大误差2.98%,均方根误差1.05%;现场斜拉索索力测试最大误差4.37%,均方根误差2.79%,验证了该方法的有效性与稳定性,可应用于复杂测试场景下拉索索力高频次、快速测试。     

基于Midas Civil的单塔双索面折塔斜拉桥关键施工阶段的有限元分析

依托四川某单塔双索面折塔斜拉桥,利用有限元软件MIDAS Civil对斜拉索索力进行分析,并基于影响矩阵法对斜拉索初始拉力系数进行求解,从而较为准确地对合理成桥状态进行确定。根据桥梁结构制定了2种施工方案,然后分别对2种施工方案下的斜拉桥主要施工步骤进行有限元分析,通过分析斜拉索、主塔和主梁的位移及内力,并与实测数据对比,最终得到较优的施工方案。     

基于非接触式微波测量的斜拉索振动测试研究

非接触式微波测量是一种采用雷达遥感和差分干涉测量的新型测试技术,它可以应用于结构的振动测量和微变形测量。该文对使用非接触式微波测试原理对斜拉索振动和索力测量进行了研究,测试结果表明:微波测量索力的精度不仅满足要求,且具有效率高、受干扰小等优点,可广泛应用于斜拉索的索力测试中。     

郑州黄河公铁两用大桥斜拉索温频相关性研究

郑州黄河公铁两用大桥主桥第一联为六塔钢桁梁斜拉桥,为研究环境温度变化对该桥斜拉索的影响,以该桥健康监测数据为依托,分析斜拉索自振频率与环境温度间的相关性。采用优化基频算法获得稳定的斜拉索实测基频数据,并对斜拉索基频信号进行小波分解及重构,获得斜拉索基频与重构基频的差值,基于差值的统计特征进行基频数据的修正,分析各个时段斜拉索的温频相关性。结果表明:环境温度与斜拉索基频间存在显著的线性相关关系,该桥5号塔边索基频随着温度升高而降低,温频线性相关性系数集中在[-0.983 7,-0.890 4];雨天时段温频整体数据相关性不明显;凌晨时段斜拉索基频受温度影响较小,中午时段环境温度与斜拉索基频间显著相关。     

断索对双钢拱塔斜拉桥力学性能的影响

为了研究拉索断裂对双钢拱塔斜拉桥力学性能的影响,采用有限元软件MIDAS/Civil建立了西安市某大桥的三维仿真模型,首先将该模型的各参数与设计值及规范进行对比以验证模型的合理性,然后分析了不同位置、不同数量的拉索断裂后,主梁线形、拉索索力、主梁及索塔应力的变化规律。结果表明:正常运营条件下,斜拉索断裂对主梁线形的影响大于水平索,中间索断裂对跨主梁线形的影响大于外侧索和内侧索,拉索对两系梁之间主梁段线形的影响基本可以忽略;任意拉索的断裂会引起其附近拉索索力增加,外侧斜拉索断裂会导致与其相邻水平索的索力以及另一跨斜拉索索力明显降低,但内侧斜拉索的断裂对与其相邻的水平索和另一跨斜拉索索力的降低不太明显,水平索断裂会引起与其相邻的两根斜拉索索力下降,且下降量值基本相同;双索断裂后主梁挠度和索力变化均近似符合叠加原理,双索断裂后,主梁位移最大增加50.2%,但仍满足1/500挠跨比的要求,纵向对称断索较横向对称断索和原点对称断索危险;少量拉索断裂不会引起结构达到极限承载能力,当两根危险索同时断裂,断索后剩余拉索索力最大为836 MPa,安全系数仍然达到2.2;断索对剩余拉索承载力的影响要高于对主梁和索塔的影响。     

夷陵长江大桥三塔斜拉桥施工监控

夷陵长江大桥是一座采用平行钢绞线体系斜拉索的三塔混凝土单索面斜拉桥。由于桥梁采用了新结构、新工艺、新材料，因此在主梁架设中也碰到了很多新问题。主要对施工监控中斜拉索张拉次数、斜拉索自重对索力的影响、斜拉索索力测量问题进行详细的分析。     

矮塔斜拉桥拉索施工控制研究

通过对斜拉索索力张拉控制方法的研究发现,有必要对平行钢绞线斜拉索在张拉过程中进行索力张拉控制。为了研究矮塔斜拉桥平行钢绞线索的索力施工控制精度,以中堂水道桥为依托,采用压力传感器配套压力环的等张力法对整索索力和单根钢绞线张拉力进行测定。研究结果表明,施工阶段采用等张力法对平行钢绞线索的索力进行控制,能够达到良好的控制精度,对后续的平行钢绞线索施工具有指导意义。     

塔梁固结体系斜拉桥索力温度效应分析与研究

对于大跨桥梁，尤其是缆索体系桥梁，温度作用造成的结构线形、索力和应力应变的变化显著，需要重视温度对结构自身的影响。以某塔梁固结体系斜拉桥为例，基于大桥温度和斜拉索索力监测数据，研究了温度对此类体系斜拉桥斜拉索索力的影响。通过温度变化和代表性斜拉索的索力的相关性分析，发现中跨代表性的3根索的索力均与温度变化呈负相关性。对比温度引起的实测索力变化与有限元计算结果，发现监测索力和有限元的计算结果趋势相同，表现为短索受温度的影响较大，中长索、长索受温度的影响相对较小。     

混合梁斜拉桥施工过程中温度变化对斜拉索索力的影响

为了分析荆岳长江公路大桥施工过程中温度变化对斜拉索索力的影响,通过全天观测索力受温度影响的变化情况,并根据温度场把温度荷载转化为节点荷载,然后利用有限方法进行计算分析,将理论计算结果与实测结果进行比较,得出在悬臂施工过程中温度对索力的影响规律,该规律可用于对索力进行温度修正和为施工控制中斜拉索的精确张拉提供参考依据。