[发明专利]基于线性模型修正的等代铰接梁模型索力测量方法

说明书

本发明基于线性模型修正的等代铰接梁模型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；该方法按照传统方法得到与k阶振动频率f_ik对应的线性回归系数A_k，在此基础上，利用A_k进行计算，得到适用于各阶的稳定系数再利用计算等代铰接梁模型矫正长度L_a，进而利用等代铰接梁模型矫正长度L_a求解拉索的索力值；本发明不仅通过建立求解L_a的模型，引入了平均的思想，提高了测量精度，解决了等代铰接梁方法对于短索的索力测量精度低、误差大的问题，而且消除了与阶数的关系，解决了基于线性模型的振动法拉索索力测量方法中，由于某些阶数频率无法采集而造成该方法无法应用的局限性问题。

技术领域

本发明基于线性模型修正的等代铰接梁模型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》)。在这两种方法中，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。

其中，T表示拉索索力(N)，A_n和B_n均为线性回归系数，f_ik表示k阶自振频率(Hz)。

这两类方法虽然能够提高拉索索力测量精度，然而，在实际工程应用中，还是遇到了以下问题：

第一、等代铰接梁方法对于长拉索的索力具有很高的测量精度，但是对于短索的索力测量精度低、误差大；

第二、基于线性模型的振动法拉索索力测量方法由于各阶的线性模型均不同，要想获得更高的测量精度，需要建立每阶对应的线性模型。而现场测量中，由于现场情况复杂，很难保证各阶频率均被采集到，而对于仅仅采集到的某几阶频率，会导致线性模型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线性模型修正的等代铰接梁模型索力测量方法，该方法不仅能够解决等代铰接梁方法对于短索的索力测量精度低、误差大的问题，而且能够解决基于线性模型的振动法拉索索力测量方法由于一些频率无法测量的局限性问题。

本发明的目的是这样实现的：

基于线性模型修正的等代铰接梁模型索力测量方法，包括以下步骤：

步骤a、在施工张拉过程中，对拉索施加m级索力T₁、T₂、…、T_m，分别标定待测拉索的索力T_i和与索力T_i对应的n阶振动频率f_i1、f_i2、…、f_in数据；

步骤b、按照如下公式，拟合T_i关于的锚固前线性回归系数：