专利名称：一种带减震器短吊杆的内力测定方法
技术领域：
本发明属于吊杆内力测定技术，尤其涉及一种带减震器短吊杆的内力测定方法，其技术可用于桥梁施工和加固中系杆、吊杆内力的调节。
背景技术：
索和杆是工程结 构中常见的构件，在桥梁工程中应用广泛，如斜拉桥的斜拉索，拱桥的吊杆与系杆、悬索桥的悬索与吊索，钢桁架桥中的刚性支撑杆等。运营中的索和杆结构的边界条件往往比较复杂，以往的结构分析只是对其进行简单的处理，势必给计算结果带来较大的误差。而如果要准确评估各类大跨度桥梁的安全可靠性，对其主要承力构件一索杆系统的内力进行准确的识别是基础，在此基础上进行精细的有限元内力计算是关键。以往的索力测试方法无法准确测得各复杂边界条件下的索杆内力，比如带减震器的短吊索。这就使得工程师和桥梁管养部门无法准确的判断桥梁的真实受力状态，在这种条件下，工程师们对桥梁的各种维修养护决策的制定都是基于设计状态的索力，这将导致极大的误差。因此，系统地对工程中迄今为止无法方便、准确测得其内力的索杆进行准确识别，进而精细计算分析其安全性，对既有桥梁的安全状态评估具有重要的意义。索杆内力的主要测试方法有油压表量测法、压力传感器量测法、磁通量法、振动频率量测法等。油压表量测法适合于施工阶段拉索张拉的同时确定张拉力的大小，但对于成桥后拉索的索力测定该方法就不适合了，由于安装和移动张拉千斤顶不是十分的方便。压力传感器量测的准确性高，稳定性较好，易于长期监测，选择恰当的传感器除满足施工控制监测需要外，还可用于桥梁运营过程中的索力测量。但有两个缺点一是费用太高，二是只能量测锚头处的张力，当遇到索在张拉过程中某位置被卡的情况时，这个方法就会测量出错误的索力。磁通量法目前国内用的较少，技术目前还不是很成熟。振动频率量测法测量拉索的索力时，需首先设法测出拉索的振动频率，因为拉索的振动频率与拉索的索力之间存在着一定的关系。目前，结构的频率测试技术非常成熟，完全能满足工程上的需要，但在频率和索力的关系方程方面却没有一种计算方法能够广泛地应用于各种复杂边界条件下的索杆结构。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种在频率测试后能高精度地识别出带减震器短吊杆的内力的方法，为工程中大桥吊杆、系杆内力的调节提供准确的数据依据。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种带减震器短吊杆的内力测定方法，依次包括以下步骤步骤一，采集吊杆结构的基本参数，包括组成吊杆结构的钢丝根数、钢丝受的轴向力、材料的弹性模量、受力的截面积、吊杆结构的计算索长、单位索长的重量、减震器所处的位置、所有的材料、支承刚度等；
步骤二，计算吊杆截面的几何刚度EI :将吊杆截面进行等六边形分层，即将吊杆的截面以中间的基本单元为基础，以等六边形的形式向四周分层扩散，然后根据式(I)
(3)计算吊杆截面的截面惯性矩，
权利要求
1.一种带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于，依次包括以下步骤 步骤一，采集吊杆结构的基本参数，包括组成吊杆结构的钢丝根数、钢丝受的轴向力、材料的弹性模量、受力的截面积、吊杆结构的计算索长、单位索长的重量、减震器所处的位置、所有的材料、支承刚度； 步骤二，计算吊杆截面的几何刚度EI :将吊杆截面进行等六边形分层，即将吊杆的截面以中间的基本单元为基础，以等六边形的形式向四周分层扩散，然后根据式(I) (3)计算吊杆截面的截面惯性矩，I=C1/ (I) I=IrfI' =Γ (1+ ε / )4(2)
2.根据权利要求I所述的带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于所述的截面惯性矩系数Cn的取值分别如下 (a)对于平行钢丝索杆截面，当截面为等六边形钢丝截面时N=Nh,
3.根据权利要求I所述的带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于所述的步骤三，对吊杆结构进行振动频率的测试是在结构温度场局部温差较小时测量，选择最高阶主振频率的5 10倍的采样频率进行采样，得到测试频率。
4.根据权利要求I所述的带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于所述的步骤四，建立吊杆结构振动频率分析的有限元计算模拟是应根据索杆现场的实际工作状态采用合适的连接方式进行边界条件模拟分析，得到索的计算长度、刚度矩阵、质量矩阵。
5.根据权利要求I所述的带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于所述的吊杆包括平行钢丝索杆和钢绞线索杆。
6.根据权利要求5所述的带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于所述的基本单位，对于平行钢丝索杆截面，其基本单元是钢丝，对于钢绞线索杆截面，其基本单元是钢绞线。
7.根据权利要求I所述的带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于所述的振动频率的测试用北京东方振动研究所开发的DASP振动测试系统。
8.根据权利要求I所述的带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于所述的工程允许误差ξ为仪器测试精度10_4。
9.根据权利要求I所述的带减震器短吊杆的内力测定方法，其特征在于所述的[K]为离散的各单元刚度矩阵之和；[Μ]为离散的质量矩阵之和。
全文摘要
本发明公开了一种带减震器短吊杆的内力测定方法，依次包括以下步骤步骤一，采集吊杆结构的基本参数；步骤二，计算吊杆截面的几何刚度EI；步骤三，对吊杆结构进行振动频率的测试；步骤四，建立吊杆结构振动频率分析的有限元计算模拟；步骤五，对振动频率方程进行求解，得到吊杆的内力。该方法能够完全考虑此类索杆的振动参数，包括索杆的刚度、非均质、复杂边界条件等，能识别出传统方法不能够识别的复杂条件下的索杆内力。
文档编号G01L1/00GK102829898SQ20121028041
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者张云, 王荣辉, 邱波, 周晓蓉, 马玥 申请人:广西交通科学研究院