基于两次等效索长的斜拉桥索力测量

采用频率法测量索力,索长的取值和频率的测量精度决定了索力的测量结果,频率的测量较为方便且精度可以满足工程要求,索长的确定成为该法测量索力的关键;由于阻尼器等因素的影响,使得索长的取值难以确定,从而致使用频率法测量的索力结果误差较大;在对斜拉索施工张拉过程及阻尼器安装前后索力测量数据分析的基础上,提出两次等效索长的概念,...     

基于频率法的索力测量系统

为了在工程现场快速方便地检测斜拉桥的拉索索力,依据随机振动法索力检测原理,开发了一种新型的索力测量系统。通过对随机振动法索力检测方法的概述,介绍了该系统的性能、硬件结构和软件模块,并重点阐述了通过数字滤波抑制快速傅里叶分析(FFT)的混频现象、自动扫描确定主振频率和提高索力计算精度的方法和措施。索力测量系统以AT89C55WD单片机(SCM)为平台,集成了电荷放大器、信号分析仪和计算器的相关功能。在工程现场,只需输入少量参数,拉索振动信号采集、信号的快速傅里叶分析和对应的索力计算即可在线自动完成。     

频率法索力测量的参数灵敏度概率分析

采用频率法进行索力测量时,索结构参数和索振动频率的变异性均对索力测量结果有影响,因此有必要从概率分析的角度探讨这些参数对索力测量的影响规律。基于索力测量可靠度分析方法,研究各种参数单独变异时,索力测量因无法达到预定精度而失效的概率。失效概率越小,表明所研究参数的变异性对索力测量精度影响越小,该参数的灵敏度越低;反之,对精度影响越大,参数灵敏度越高,在索力测量时该参数取值需严格控制,应尽量减少偏差,以提高索力测量精度。采用上述方法对甘竹溪大桥斜拉索索力测量的参数灵敏度问题进行概率分析,获得各种参数的灵敏度信息;并在取得较为准确的索随机参数统计信息的基础上,对大桥不同施工阶段的索力测量进行可靠度分析。     

微波索力测量及其在斜拉桥施工控制中的应用

提出在斜拉桥施工阶段采用非接触式微波索力测量技术来监测斜拉索索力,介绍了基于微波雷达的斜拉索振动频率索力测量法的基本原理,以安徽阜阳在建的矮塔斜拉桥——泉河大桥为例,说明了使用微波测索力的过程,并将测量结果与传统的索力动测仪法进行了对比。结果显示,微波索力测量技术可实现多根拉索同时测量,不受天气、场地以及斜拉索长度等因素的限制,极大地提高了索力测量效率,其测量精度亦满足要求,适宜在施工阶段进行快速索力监测。     

斜拉桥索力测量的可靠度研究

从概率分析的角度探讨频率法测量索力的精度.综合运用响应面-蒙特卡罗法,以及索力-频率对应关系的有限元及样条拟合方法,形成一种计算量少、计算精度高的频率法测量索力可靠度分析方法.该法可以考虑索结构参数和索实测频率变异性对频率法测量精度的影响.采用该法对广州珠江黄埔大桥北汊斜拉桥各施工阶段的索力测量进行可靠度分析,获得理想的结果,检验了方法的正确性与实用性,同时也为该桥索力测量提供概率意义下的精度信息.     

浅议频率法测定斜拉桥的索力

该文介绍了频率法测量斜拉桥索力的测试原理,结合实例,给出某斜拉桥的部分测量结果,并就如何进一步提高索力测量精度进行了探讨。测量表明,用频率法测定索力,结果可靠,简便实用。     

提高频谱法测量斜拉桥索力精度的方法

频谱法测量索力具有方便、准确和快速等特点,但随着斜拉桥跨度增大,斜拉索越来越长,斜拉索自振频率较低,实际测试中高阶频率出现较多,频率阶数不易确定,易出现测量错误,且用简化频谱法公式计算索力误差较大.根据斜拉索自振频率fn与阶数n之比随n值缓慢增大的规律,提出采用观察fn/n序列识别索的频率阶数的方法,并结合多个实例,确...     

双层索面人行悬索桥状态反演研究

悬索桥的检测,由于吊杆力、索力难以直接测量,一般通过测量主缆的线形来确定悬索桥的状态.采用桥面索的人行悬索桥,存在两个承力索面,即塔顶索面和桥面索面.这两个索面和吊杆组成了索-吊杆超静定体系,其受力分析较为复杂.以某人行桥为工程背景,研究双索面人行悬索桥的内力反演问题,提出了一种根据实测线形反演索力的优化方法,与静载试验结果对比,说明了该方法的适用性.     

等值张拉时基于振动法的平行钢绞线索索力测试分析

采用振动法对杭埠河大桥平行钢绞线索进行了索力测试,分析了平行钢绞线索的离散性、垂度和区域性接触对索力测试的影响,采用逐步扩大法模拟平行钢绞线索的离散性。讨论了拉索自振频率的确定、面内面外振动的振动特性以及不同拾振器放置位置时的实测信号特征。基于有限元方法建立平行钢绞线索及钢绞线-HDPE套管接触耦合模型,进行了平行钢绞线索振动特性分析。结果表明:振动法可以用于平行钢绞线索索力测试,索力计算时应尽量采用低阶频率;钢绞线间的离散性和索力不均匀性对拉索振动影响较小,拉索面内振动受施工影响较大,钢绞线面外振动频谱特征更为明显,低阶振动分量较多且易识别,利用面外振动可以更好地确定拉索自振频率;考虑HDPE套管质量,修正拉索线密度可提高索力测量精度。     

基于线形识别的索力测量方法影响因素研究

拉索是索承重桥梁重要的传力构件，其受力状态是反映桥梁健康状态的重要指标，准确测量拉索的索力对保障桥梁结构的安全至关重要。结合数字图像处理技术和拉索计算理论，提出了一种基于线形识别的索力测量方法，可实现非接触式无损测量，设备简单，操作方便，效率高。通过高精度的图像采集及数字图像处理技术进行拉索线形的识别与提取，获取拉索有限空间点的几何坐标，再基于悬链线理论和过“三定点”的精确线形数值计算方法，即可快速计算出索力。通过缩尺模型试验验证了该方法可适用于不同长度、不同直径、不同倾角的索力测量，测量误差为2%～5%。采用数值仿真的方法，探究了温度变化、拉索弯曲刚度、减振装置等单一因素变化对索力测量精度的影响规律，并基于模型试验，剖析了图像采集角度及采集距离对测量精度的影响。结果表明：拉索的弯曲刚度、边界条件对短索测量精度的影响较大，拉索温度的变化对测量精度影响较小，减振装置对测量精度的影响随减振装置刚度提高而增大，拉索图像正面平拍和近距离采集可提高方法的精度；基于以上分析，建立了考虑弯曲刚度和减振装置影响的索力修正方法，修正后索力误差为1%～2%。     

大跨度拱桥变截面吊杆索力的分析与识别

上海亭枫公路跨平申线航道的三跨30 m+120 m+30 m连续钢桁架拱桥采用变截面吊杆，其施工过程索力的准确识别具有一定的技术难度，需要有效的理论分析结合实际工程经验来解决。利用等截面吊杆索力的计算公式，结合SAP2000变截面吊杆有限元模型的参数分析结果，推导出不同规格的吊杆基准等效长度。根据吊杆基准等效长度和实测频率，采用一端固定、一端铰接的索力计算公式计算索力，并与相应阶段的设计索力进行比较，可以得到主桥吊杆索力基本符合设计要求。     

频率法测定拉索索力的研究

叙述了频率法测定拉索索力的原理，以黄陵洞大桥钢管拱桥的索力的测试为研究背景,测试过程采用了SLDC桥梁索力动测及数据管理软件进行索力的测定,实际测定结果表明，用频率法测定索力简便可行。     

大跨度拱桥吊杆索力的测试研究

以某一大跨度拱桥吊杆索力的测试为例,介绍了吊杆索力测试方法,并在频率法测索力的基础上,统一用一个吊杆计算长度的修正值进行实测索力的修正.结果表明:此法简单可靠,可为类似拱桥索力测量提供借鉴作用.     

道路桥梁检测中的拉索频率识别技术

阐述将拉索频率识别技术应用于道路桥梁检测中的具体应用，进而提出振动频率法原理和相应计算公式。通过试验案例，指出利用IBIS-FS系统进行多阶频率识别，并进一步分析影响拉索索力测量的重要因素，具体包括：拉索边界条件、设置抗弯强度、频谱分析结果的精确度以及减振器装置、拉索垂度等。未来随科学技术发展，拉索频率识别技术应用，其精确能够准确识别桥梁道路振动频率。     

基于激光扫描实测索形的斜拉索索力测量方法

为了解决现有的斜拉桥索力测量方法在精度、可靠性、效率等方面仍存在的不足，首次提出了一种由实测索形直接估计索力的新方法，简称索形法。采用在斜拉索上任意截取的拉索节段构建了悬链线力学模型，基于悬链线公式，首次推导了由实测索形点集精确估计拉索张力的计算公式。地面激光扫描技术被研究用于快速捕获斜拉索索形，开发了基于扫描点云自动化精确提取拉索中心线的算法。以在建的水土嘉陵江大桥为试验对象，详细分析了三维扫描测量误差、拉索截面弯曲刚度及边界条件和拉索局部弯曲变形、拉索振动等索形偏差因素及其对索力计算精度的影响。研究结果表明：已知拉索直径条件下，三维扫描实测索形误差为0.000 4~0.001 5 m之间，测量误差引起的索力计算误差在0.2%以内；拉索弯曲刚度与锚固边界条件引起的索形与标准悬链线形的偏差较小，对索力计算精度的影响可以忽略不计；当拉索自振振幅小于R/4时，三维扫描仍能精确测量拉索的索形；在多种索形偏差的叠加下，所提出的索力计算方法能够实现数值计算的最优估计。对比索形法和被精确标定的千斤顶的测试结果表明，索形法的索力测量值与千斤顶测量值吻合，最大偏差为0.9%，证明了该方法具有较高的索力测量精度；与频率法对比结果表明，所提出方法的数据采集效率提高了8倍，并且具有自动化程度高、测量风险低、测量结果可靠性强等优点。     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。     

斜拉桥拉索减振阻尼器对拉索索力测量的影响研究

针对采用频率法测量拉索索力时拉索外加阻尼器对索力测量精度影响的问题,提出了考虑拉索垂度的拉索-阻尼器系统模态频率的分析方法,研究了阻尼器安装的相对高度、拉索的计算长度、阻尼系数等对拉索模态频率的影响程度和规律,获得了消除拉索减振阻尼器对索力测量精度影响的办法。研究表明,外加阻尼器对拉索低阶模态频率影响很大,采用高阶模态频率测量拉索索力时,索力测量能获得很好的精度。随着拉索-阻尼器系统相对安装长度和阻尼系数的增大,阻尼器对拉索模态频率的影响也越大,当阻尼系数增加到一定程度后,拉索的高阶模态频率基本与阻尼系数无穷大时的频率接近,阻尼器相当于固定支撑。以岳阳洞庭湖大桥A11号拉索为例,验证了该方法合理可行。     

拱形塔悬索斜拉组合结构桥梁的设计与施工

龙城大桥采用三跨拱形塔悬索斜拉组合结构,其跨径布置为(72+114+30)m。拱形桥塔由索塔及次塔组成,索塔为变截面拱形钢箱结构;次塔与索塔交角为60°。主梁为箱形结构。利用MIDAS Civil软件进行结构整体分析,在结构重力下主缆的张力约为53 000 kN;根据初始平衡状态,进行倒拆分析,确定缆索的下料长度和空间坐标。主缆采用三段式散索装置锚固;设计新型的钢锚箱,使缆索在小空间内实现较大集中力的锚固。钢索塔采用现场拼装、竖向转体(扳起法)的方法施工。每边吊杆分3组,每组同时张拉4根,以对主缆进行加载与调位。