[发明专利]一种用于灌浆拉索索力的计算方法

摘要

本发明公布了一种用于灌浆拉索索力的计算方法，属于建筑结构安全拉索索力监测技术领域，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。本发明得到灌浆拉索索力公式计算结果与实测结果最大误差为5.39%，满足实际工程计算需求，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。

主权项

一种用于灌浆拉索索力的计算方法，其特征是，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ωs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ωs与灌浆拉索的索长l、长细比l/d、附加弹性质量线密度ms、灌浆率ρ、砂浆截面抗弯刚度EsIs、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ms，x4代表所述灌浆率ρ，x5代表所述砂浆截面抗弯刚度EsIs，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ωs；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ωc1和ωc2，根据所述附加质量自振频率ωs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=ωc2，拟合ωc1与ωc2的关系，求出ωc1，记x=ωc2，y=ωc1；当ρ＞0.7时，ω0=ωc1，拟合ωc1与ωc2的关系，求出ωc2，记x=ωc1，y=ωc2；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；d.再根据灌浆率ρ分别表示所述步骤c线性关系式y=ax+b中的一次项和常数项，即a=512.56ρ3‑1042.4ρ2+678.09ρ‑136.97，b=‑12335ρ3+25476ρ2‑16878+3516.4；e.计算裸索的自振频率ωb：根据两端铰接的边界条件及拉索和水泥浆等效弹性分布质量的联合振动微分方程计算得出以下裸索的频率方程：f.已知所述附加质量自振频率ωs，已知联合体的第一阶自振频率对应两个解分别为ωc1和ωc2，由所述裸索的频率方程计算出所述裸索的自振频率ωb；g.根据所述裸索的频率方程计算索力大小：；取，即取第一阶频率，得到灌浆拉索基频与索力的关系，；h.将上述步骤g得到的试验数据代入所述步骤a的回归方程中，分别得到相应的计算索力值和计算误差。