[发明专利]一种用多频率法测量多跨钢拉索索力的方法

权利要求书

1.一种用多频率法测量多跨钢拉索索力的方法，其特征在于：步骤如下：

第一步，在拉索撑杆分割各跨拉索索段竖向布置加速度传感器，在各跨竖向分别敲击激励，分组采集振动信号；

第二步，将采集振动信号通过快速傅里叶变换和频谱分析，计算n+1个自振频率ω_i，i＝1，2，3…；

第三步，建立n跨带撑杆索结构振动模型的频率特征方程，

或f(E′I，m，ω_i，T，k₁，k₂，…，k_n)＝0，i＝1，2，3…

其中，刚度系数非零元素有

Z11=K11(1)]]>

Z12=K12(1)]]>Z21=K21(1)]]>Z22=K22(1)+K11(2)]]>

Z23=K12(2)]]>Z32=K21(2)]]>Z22=K22(2)+K11(3)]]>

…

Z(n-1)n=K12(n-1)]]>Zn(n-1)=K21(n-1)]]>Znn=K22(n-1)]]>

刚度系数右上角括号内数字表示为跨数，

单元刚度系数分别为：K₁₁＝K₂₂＝i′D；K₂₁＝K₁₂＝i′E

其中：为索的线刚度

D=1Π(β*2+γ*2)(β*sinγ*chβ*-γ*cosγ*shβ*)]]>

E=1Π(β*2+γ*2)(γ*shβ*-β*sinγ*)]]>

∏＝2β^*γ^*(1-cosγ^*chβ^*)+(β^*2-γ^*2)shβ^*sinγ^*

β^*＝βl，γ^*＝γl，γ=(λ4+α44)1/2+α22,]]>β=(λ4+α44)1/2-α22]]>

α2=-TE′I,]]>λ4=ω2mE′I]]>

其中，k₁，k₂...，k_n为撑杆约束刚度，E′I为索的弯曲模量，ω为索的振动圆频率，m为索的线密度，l是索长，T为拉索索力；

第四步，建立最小二乘法优化目标函数，f_obj＝Min{∑|f(EI，m，ω_i，T，k₁，k₂，...，k_n)|}，通过将步骤二中获得的n+1个采集频率ω_i代入目标函数，求解获得索力T和n个约束刚度k₁，k₂，...，k_n；

第五步，通过索力条件判定机制确定最终识别的索力值。