斜拉索的索力测试.pdf

第%%卷第"期
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斜拉索的索力测试

贺修泽，付晓宁

（岳阳市洞庭湖大桥管理局，湖南岳阳+!+(((）

摘要：利用斜拉索自振方程得出了考虑斜拉索弯曲刚度影响的索力计算公式，并对索
的比例系数计算给出了经验公式。
关键词：斜拉索；索力测试；频率测定法!

斜拉索的索力是斜拉索结构的一个重要参数，施拉索索力的实用公式。本文针对斜拉索的抗弯刚度和
工过程中索力控制是关系到施工过程中结构内力和成边界条件提出如下的考虑方法。
桥状态等的重要施工环节，因此施工过程中必须借助
精度较高的索力测定技术确定斜拉索初张拉力。目!频率法测定索力
前，普遍采用的方法有压力表测定千斤顶液压法、压力
传感器直接测定法、拉索频率测定法。拉索频率测定法是根据斜拉索自由振动时拉力与
用压力表测定千斤顶液压法是利用千斤顶油压面振动频率关系进行间接测量。拉索的自由振动方程
积一定时，千斤顶液压与张拉力成比例这一原理，用油为：
压表读数换算千斤顶张拉力。该方法比较直观，不需
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!"%&()*(（!）
另添仪器设备，事先经过标定的千斤顶测定的索力有"$+"’%"$%
一定的精度。压力传感器法是利用工具锚杯与千斤顶对上述微分方程采用分离变量法，假定拉索两端
之间放置传感器测量千斤顶的张拉力，该方法精度较为铰支边界条件，可得到拉索的轴向拉力（)）与振动
频率（）的关系为：
高，操作简单。但传感器一般较重，测试时不方便，费+,
时，劳动强度大。目前经济、方便、简单、快捷且能重复%%%
+,,!!"
)*+&-%（）(（%）
测量的方法是频率测定法。此方法适应范围广，可对,-%
式中为拉索振动阶数，如果拉索的抗弯刚度很
张拉后的索进行测试，重复性好，是斜拉桥、吊桥等施,
小，在测试时又忽略其抗弯刚度的影响，索的拉力与振
工过程中普遍采用的方法。
动频率关系可简化为下式，此式是目前索力测试中广
目前有关用频率法测试索力资料表明，索在张紧、
泛采用的计算公式。
低阶振动模态下，采用拉索索力与基频的平方成比例
%
的理论来计算索力有足够的精度。但是由于斜拉索实+,
)*+&-%（）（)）
际构造和边界条件与理想索的差别，正确考虑斜拉索,
当考虑拉索的抗弯刚度时，设斜拉索自由振动的
的边界条件和抗弯刚度影响、从而在工程实践当中修
阶振动频率为、阶振动频率为，有：
正索力是索力测试中的一个不能回避的问题，此问题,+,.+.
%%%%
%.+,,+.（）
集中体现在如何对索的比例系数的计算上。文献［"］)*+&-〔（）(（）〕+
.%,%,.%,%.
根据斜拉索的振动特点，引入动力计算长度的概念，将((
+%%
+&-+.+,
两端固支的拉索振动模型动力等效成两端铰结的拉索!"*〔（）(（）〕（&）
（.%(,%）!%.,
振动模型，解决了拉索有效长度计算的问题。文献［#］实际操作中，可利用二次或多次测得的主振频率
认为拉索的垂度大小影响索长的计算，提出了计算斜和主振阶次按式（+）进行计算，当重复测量出现主振频

!收稿日期：%((%$(#$!&
作者简介：贺修泽，男，工程师,
#期斜拉索的索力测试+4
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率和阶次相同时，可采用人工激振或利用频谱图中主验公式进行修正。
振频率及相邻频率与阶次进行计算。·（）（）
$"$)&’(()("*
式中：———索两锚固点之间的弦长；
$)
索的比例系数、———索两端刚性长度（锚环长）；
!((("
’———调整系数，可取)*+,!)*!-。
工程中通常把下式称为索的比例系数
!"!#$"／%（#）"工程测试
式中：#———索的单位长质量（$%／&）；
$———索锚固点之间的长度（&）；岳阳洞庭湖大桥施工过程中索的张拉、调整，都以
———单位协调系数（当索力单位为时取
%$’%./0#-索力仪测量结果为准。索计算长度和抗弯刚
()))，单位为’时取(）。度影响的修正采用过不同的理论和方法，并将其结果
上述公式中，最为关键的是索长的选取，这是因为与千斤顶法、锚索计法进行比较，认为本文的修正是适
斜拉索一般存在垂度，加大了拉索在锚固间的动力长当的、可行的方法。实践当中，全桥除个别索力在控制
度；同时索在构造上由于设置了刚性锚头，此段索的特张拉时进行了调整外，施工过程中的索力与按平面杆
性完全被改变，索的质量、抗弯刚度等比中间段柔性索
系计算的理论索力值吻合较好，误码率差在,1以