吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103557978103557978A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310573666.1(22)申请日2013.11.15(71)申请人广西交通科学研究院地址530007广西壮族自治区南宁市西乡塘区高新二路6号(72)发明人王龙林罗月静高建明戴文远彭蓉谢军黎力韬张磊(74)专利代理机构广西南宁公平专利事务所有限责任公司45104代理人杨立华(51)Int.Cl.G01L5/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图2页附图2页(54)发明名称吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法(57)摘要本发明公开了一种吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法，发明人设计了相关测试模型，通过将吊杆的边界条件简化为在简支吊杆的相应横向位置处的阻尼和弹簧支承，并进一步将吊杆等效为具有等效计算长度的简支张拉索，在吊杆中间附加质量块，建立了吊杆中部附加质量块前后拉索的振动平衡方程，最后优化形成利用附加质量前后吊杆测试频率识别吊杆等效计算长度L0的算法，由此建立了本发明的测试方法。该法测试方便，仅需对吊杆进行附加质量块前后的两次振动频率测试；而且测试精度高，可很好地解决短吊杆索力精确测试的难题。将本发明应用于吊杆拱桥这类桥型进行检测或施工监测领域，可实现便捷、高精度测试短吊杆索力，从而为该类桥梁的检测、监测提供可靠的基础数据。CN103557978ACN1035798ACN103557978A权利要求书1/1页1.一种吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法，其特征在于：首先在长度为L的吊杆拱桥短吊杆上安装拾振器，将拾振器连接振动测试仪器，测试得到吊杆的1阶振动角频率ω1；然后在短吊杆的中间位置L/2处，安装附加质量块，同法测试得到附加质量块后的吊杆1阶振动角频率ω1′；最后结合吊杆刚度EI、吊杆材料密度ρ和吊杆截面积A，以及实测的质量块重量M，采用公式计算出吊杆的索力值T0，公式为2.根据权利要求1所述的吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法，其特征在于：所述L小于等于200倍吊杆直径。3.根据权利要求2所述的吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法，其特征在于：所述附加质量块为单位长度吊杆质量的0.5～2倍。4.根据权利要求3所述的吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法，其特征在于：所述附加质量块为磁性铁块。2CN103557978A说明书1/5页吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法技术领域[0001]本发明属于桥梁检测、监控技术领域，尤其涉及一种吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法。背景技术[0002]吊杆拱桥的吊杆索力大小是评价该类桥梁使用状况的一个重要指标，该类桥梁的施工监控、检测评估中，均需要测试吊杆的索力大小。目前常用的索力测试方法主要有压力传感器法、频率法等。压力传感器法只能测试在施工中预先安装了压力传感器的吊杆的索力，无法对成桥后没有安装传感器的吊杆进行索力测试。频率法是利用吊杆索力大小与吊杆的振动频率间的确定性关系，通过实测吊杆的振动频率来分析计算吊杆的索力大小。利用现有的振动测试仪器可以很容易地实测获得吊杆的振动频率，测试用的振动传感器为附着式，可以随时、方便地安装于吊杆上，不受施工条件的影响。因此，频率法可以方便的应用于吊杆拱桥吊杆索力的测试中。对于比较长的吊杆，常规频率法的索力测试精度是可以满足工程要求的。但是，在吊杆拱桥中，位于桥梁拱脚附近的吊杆，通常长度很短（往往在吊杆直径200倍以内），此时吊杆的锚固条件、护筒、减震器、吊杆刚度等因素会对吊杆频率产生较大影响，而这种影响的大小往往很难确定，些时采用常规的频率法测试得到的吊杆索力误差很大，存在较大的误判可能性，甚至会得出错误的结果。如何对短吊杆索力进行精确测试，一直是未解决的工程难题。因此，在对吊杆拱桥这类桥型进行检测或施工监测中，急需一种能够精确测定短吊杆索力的方法。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种操作方便、精度较高的吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法，以实现对吊杆拱桥中的短吊杆的索力进行精确测试。[0004]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：吊杆拱桥短吊杆索力精确测试方法，首先在长度为L的吊杆拱桥短吊杆上安装拾振器，将拾振器连接振动测试仪器，测试得到吊杆的1阶振动角频率ω1；然后在短吊杆的中间位置L/2处，安装附加质量块，同法测试得到附加质量块后的吊杆1阶振动角频率ω1′；最后结合吊杆刚度EI、吊杆材料密度ρ和吊杆截面积A，以及实测的质量块重量M，采用公式计算出吊杆的索力值T0，公式为[0005][0006]L小于等于200倍吊杆直径，一般L小于等于15米。[0007]附加质量块为单位长度吊杆质量的0.5～2倍。[0008]附加质量块为磁性铁块，可