[发明专利]一种用于灌浆拉索索力的计算方法

说明书

技术领域

本发明属于属于建筑结构安全拉索索力监测技术领域，具体涉及一种用于灌浆拉索索力的计算方法。

背景技术

目前，拉索在预应力钢结构、大跨径屋盖结构和体外预应力混凝土桥梁结构中得到了广泛的运用。作为建筑工业一个重要的发展方向，无粘结体外预应力混凝土结构尤其是桥梁建设中也得到了大量的运用，而且在已有混凝土结构加固和修复中也起着非常重要的作用，比如在斜拉桥和悬索桥等索结构的桥梁中，拉索的索力控制着整个主梁和桥面系的内力及线形。任何一根拉索的索力的变化都必然会导致其他拉索索力的变化，从而影响整座桥的受力状态和桥梁线形。因此，能够准确的测量和评估现存索力的大小对索结构的安全性具有重要的意义。

其次，从国内外的研究看，对普通拉索或吊杆的研究已经比较深入，也提出了一些比较实用的方法，但是，灌浆吊杆或灌浆体外索索力的研究包括采用振动理论的方法和其他方法等，相关的研究还没有解决灌浆和套管同时存在对吊杆振动的影响规律，也没有从振动理论出发建立其灌浆索力测试和计算方法。因此，建立一种有效的灌浆拉索索力计算的方法对混凝土结构加固和修复具有深远的意义。

发明内容

（1）技术方案

为了克服现有技术的不足，通过对中承式、下承式拱桥吊杆和预应力结构体系中的体外索等灌浆拉索的试验研究，提出一种效率高、误差小的灌浆拉索索力的计算方法。本发明提供本发明提供一种用于灌浆拉索索力的计算方法，所述计算方法采用Φ15.2mm高强度钢绞线模拟拉索、24个裸索试验模型、24个未灌浆的外套PVC套管拉索试验模型以及24个灌浆拉索试验模型，所述计算方法包括以下步骤：

a.附加质量自振频率ω_s的计算：

采用最小二乘法通过回归分析得到各试验数据之间的关系，通过回归拟合得到相关回归方程为：y=14.63x₁-2.31x₂-1548.39x₃+4332.63x₄+1.86x₅+18.01x₆-1262.41，通过所述试验数据拟合得到所述附加质量自振频率ω_s与灌浆拉索的索长l、长细比l/d、附加弹性质量线密度m_s、灌浆率ρ、砂浆截面抗弯刚度E_sI_s、实测联合体自振频率ω₀之间的关系；

其中x₁代表所述索长l，x₂代表所述长细比l/d，x₃代表所述附加弹性质量线密度m_s，x₄代表所述灌浆率ρ，x₅代表所述砂浆截面抗弯刚度E_sI_s，x₆代表所述实测联合体自振频率ω₀，y代表所述附加质量自振频率ω_s；

b.联合体的自振频率计算：

联合体的第一阶自振频率对应两个解分别为ω_c¹和ω_c²，根据所述附加质量自振频率ω_s得到的索力计算结果相对于实际索力随所述灌浆率ρ的增大呈现出由偏小至偏大的规律；

当所述灌浆率ρ≤0.7时，系统的自振频率小于分部质量自身的自振频率；当ρ＞0.7时，系统的自振频率大于分部质量自身的自振频率；

因此，当ρ≤0.7时，ω₀=ω_c²，拟合ω_c¹与ω_c²的关系，求出ω_c¹，记x=ω_c²，y=ω_c¹；当ρ＞0.7时，ω₀=ω_c¹，拟合ω_c¹与ω_c²的关系，求出ω_c²，记x=ω_c¹，y=ω_c²；

c.根据试验中取不同ρ值，分别拟合得到线性关系式y=ax+b；