[发明专利]基于磁通量法修正的拉索锚固后线性模型索力测量方法

说明书

本发明基于磁通量法修正的拉索锚固后线性模型索力测量方法属于土木工程技术领域；该方法在桥梁调索施工中记录待测拉索的二级或多级的索力，并测试相应受力水平下的拉索各阶振动频率，从而识别拉索各阶线性模型的系数以确定拉索锚固前各阶线性模型；通过磁通量法识别其锚固后索力值，通过锚固后拉索索力与其各阶自振频率的对应关系对拉索锚固前各阶线性模型进行修正，得到拉索锚固后线性模型；在桥梁运营阶段利用所得锚固后线性模型识别待测拉索的索力；本发明可以得到精度较高的拉索锚固后索力估计值，解决了传统方法无法准确识别拉索锚固损失和锚固前后边界条件转化对拉索索力的影响，提高了实际工程中拉索锚固后索力的估计精度。

技术领域

本发明基于磁通量法修正的拉索锚固后线性模型索力测量方法属于土木工程技术领域。

背景技术

对于索支承桥梁和体外预应力桥梁，振动法索力测量是检测拉索受力状态的主要手段，该手段利用拉索索力与固有振动频率之间的函数关系，通过测量固有振动频率来获得拉索索力。然而，在拉索长度相对较短的情况下，函数关系的边界条件及自身刚度的影响较为显著，使得索力与固有振动频率之间的关系变得复杂，这直接影响了这种方法的测量精度。

为了解决因索力与固有振动频率之间关系复杂而出现的索力测量精度低的问题，许多学者考虑到了边界条件、有效长度、截面抗弯刚度对于索力的影响，进而在各阶频率与索力之间建立考虑上述因素的最小二乘方法。从本质上讲，这样的方法是一个基于样本观测的逆问题，由样本值找到某频率值处对应的索力。然而，对于逆问题而言，当同时识别的参数较多且样本数量有限时，将面临求解效率低，多解和解不稳定的问题。

申请号为201510357998.5的发明专利《基于线性模型的振动法拉索索力测量方法》公开了一种索力测量方法，该方法同其他方法相比，具有方法简洁、测量精度高的技术优势。然而，这种方法并没有考虑到实际工程中拉索锚固的环节，由于在拉索锚固后，锚固损失和边界条件转化对索力估计的影响存在很大的不确定性，因此采用这种方法测量锚固后的拉索索力，还会存在一定的误差。

发明内容

为了提高锚固后拉索索力的测量精度，本发明公开了一种基于磁通量法修正的拉索锚固后线性模型索力测量方法，该方法以申请号为201510357998.5的发明专利《基于线性模型的振动法拉索索力测量方法》所公开的索力测量方法为基础，并考虑到了拉索在锚固前后索力损失和边界条件转化的影响，通过建立拉索锚固后线性模型来探索拉索锚固后索力与振动频率之间的关系，有利于准确识别拉索锚固后的索力，进一步提高索力测量精度。

本发明的目的是这样实现的：

基于磁通量法修正的拉索锚固后线性模型索力测量方法，包括以下步骤：

步骤a、在桥梁调索施工过程中，对拉索施加二级或多级不同的索力T_i，分别标定与索力T_i对应的n阶振动频率f_i1、f_i2、...、f_in；

步骤b、根据锚固前线性模型

拟合索力T_i关于第k阶振动频率f_ik的锚固前线性回归系数A_k和B_k；

步骤c、拉索在某一拉力水平下进行锚固，通过磁通量法识别锚固后的拉索索力值T_b'；

步骤d、用振动法测量锚固后拉索的n阶振动频率f_b1'、f_b2'、...、f_bn'；