[发明专利]基于荷载增量标定的等代铰接梁索力测量方法

说明书

本发明基于荷载增量标定的等代铰接梁索力测量方法属于土木工程技术领域，具体涉及一种振动法拉索索力测量方法；该方法通过在拉索附近施加已知重量荷载的方式，获取索力增量ΔT以及施加荷载前后的索力对应的各阶频率f_i1、...、f_ik、...、f_in，在此基础上，通过对拉索各阶频率对应的等代铰接梁长度L_ak进行计算，再利用L_ak，得到对各阶频率普适的矫正长度进而利用等代铰接梁模型矫正长度求解拉索的索力值；本发明通过建立求解的模型，引入了平均的思想，提高了测量精度，解决了实际工程应用中已建成桥梁的拉索无法再次进行张拉标定，导致等代铰接梁法适用范围小的局限性问题。

技术领域

本发明基于荷载增量标定的等代铰接梁索力测量方法属于土木工程技术领域，具体涉及一种振动法拉索索力测量方法。

背景技术

拉索是索体系桥梁的主要受力构件，对索体系桥梁进行力的传递和分配。拉索索力不仅是索体系桥梁设计的重要参数之一，而且是桥梁施工控制以及评估桥梁正常使用状态的重要指标。可见，索力测量的准确性至关重要。

为了提高拉索索力的测量精度，出现了等代铰接梁方法，例如哈尔滨工业大学的肖会闯的研究生毕业论文《索力振动法测量的试验研究》，以及基于线性模型的振动法拉索索力测量方法(申请号为201710237087.8的发明专利《基于等代铰接梁模型的拉索索力测量方法》)。在该方法中，核心公式如下：

其中，T表示拉索索力(N)，m表示拉索线密度(kg/m)，L_ak表示拉索k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。

等代铰接梁法虽然能够提高拉索索力测量精度，若想得到较为精确的等代铰接梁长度L_ak，需要在施工阶段对拉索进行张拉标定，然而，在实际工程应用中，对于绝大多数已经建成的桥梁，其拉索是没有条件进行张拉标定的。因此，等代铰接梁法在实际工程应用中具有局限性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种基于荷载增量标定的等代铰接梁索力测量方法，该方法能够解决实际工程应用中桥梁的绝大多数拉索无法再次进行张拉标定，导致等代铰接梁法适用范围小的局限性问题。

本发明的目的是这样实现的：

基于荷载增量标定的等代铰接梁索力测量方法，包括以下步骤：

步骤a、在待测拉索附近通过堆放沙袋方式进行加载，标定两级拉索索力T_i和索力T_i对应的n阶振动频率f_i1、...、f_ik、...、f_in数据；

其中，i＝1、2，表示加载级别；T_i表示第i级拉索索力；f_ik表示索力T_i对应k阶振动频率数据；

步骤b、根据所测得n阶振动频率f_i1、...、f_ik、...、f_in数据及索力增量ΔT，按照如下公式，计算第k阶振动频率对应的等代铰接梁长度L_ak：

其中，m表示拉索线密度(kg/m)；

步骤c、利用L_ak，按照如下公式，计算对各阶普适的矫正长度