[发明专利]一种基于参数传递的频率法索力测量方法

说明书

本发明一种基于参数传递的频率法索力测量方法属于土木工程技术领域；本发明方法为对同种型号的若干根拉索分别进行两级张拉，在两级拉力水平下识别出拉索的各阶振动频率；分别对每根拉索建立各阶线性模型，求得每根索各阶线性回归系数，并以此为基础，进行一些列运算，得到一个适用于各阶的参数，再利用所述参数与等代铰接梁长度和抗弯刚度之间的关系，分别求得各阶适用的等代铰接梁长度和抗弯刚度；通过对等代铰接梁长度和索长进行线性回归，求得等代铰接梁长度和索长的线性表达式，将该表达式代替原等代铰接索力计算公式中的等代铰接梁长度，即可实现同种型号的任意拉索均可以使用该等代铰接梁公式进行索力计算。

技术领域

本发明一种基于参数传递的频率法索力测量方法属于土木工程技术领域。

背景技术

索体系桥梁主要通过拉索进行力的传递和分配，拉索是索体系桥梁的主要受力构件。拉索索力是索体系桥梁设计的重要参数之一，也是桥梁施工控制以及评估桥梁正常使用状态的重要指标。索力测定的准确性受多种因素影响，如拉索长度、线密度、抗弯刚度、边界条件以及实测频率等。

为了提高拉索索力的测试精度，现有技术也已提出基于线性模型修正的等代铰接梁模型索力测量方法(专利申请号：201710253358.9)，该方法中使用的两个公式：

其中，T表示索力(N)，m表示拉索线密度(kg/m)，L_a表示拉索各阶振型对应的等代铰接梁模型长度(m)，f_k表示k阶自振频率(Hz)，EI表示索截面抗弯刚度(N·m²),π表示圆周率。

其中，T表示索力(N)，A_n，B_n为线性回归系数，fi_k表示k阶自振频率(Hz)。

该方法有效的解决了等代铰接梁方法对于短索的索力识别精度低、误差大的问题，同时解决了实际工程中线性模型方法由于实测频率部分频阶缺项导致无法建立所有频阶的线性模型，导致部分频阶的拉索振动频率无法用来进行索力识别的问题。

但上述方法在实际工程应用中仍然存在一些问题：

第一、该方法只能对一根固定的拉索进行张拉标定后方可获取这根拉索的等代铰接梁参数L_a，进而准确的预测这根拉索的索力。若想对其他与该拉索同种型号的拉索进行索力预测，都需要对每根拉索进行两级张拉标定才能获取每根拉索的等代铰接梁参数L_a，进而对每根拉索进行索力预测。该方法中的参数L_a不具备在同种型号拉索之间的传递性。

第二、该等代铰接梁索力计算方法中所采用的参数EI为拉索的名义抗弯刚度，即根据与拉索截面面积之和相同的实心钢柱计算的抗弯刚度，但是在实际工程中，拉索是由若干股钢丝束拧制而成且外包有PE保护层，因此该名义抗弯刚度与拉索实际抗弯刚度明显有差异，直接使用名义抗弯刚度EI会给索力测量带来一定的误差。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种基于参数传递的频率法索力测量方法，该方法能够实现对该型号的两根拉索进行张拉标定后，该同种型号的任意拉索均可以使用该等代铰接梁公式进行索力计算。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于参数传递的频率法索力测量方法，包括以下步骤：

步骤a、在施工张拉过程中，对同种型号的两根或多根拉索施加多级索力T_ij，其中，i表示拉索编号、j表示索力分级，分别标定待测拉索的索力T_ij和与索力T_ij对应的k阶振动频率f_ijk数据，其中，k表示频阶；