[发明专利]基于参数传递的线性模型索力测量方法

说明书

基于参数传递的线性模型索力测量方法，属于土木工程技术领域；本发明方法包括步骤a、标定待测拉索的索力T_ij和与索力T_ij对应的k阶振动频率；步骤b、拟合每根拉索的T_ij关于的线性回归系数以及B_ik对的线性回归系数；步骤c、将已标定拉索之间的系数进行线性拟合，步骤d、拟合得到A_ik对L_i的线性回归系数；步骤e、将步骤d中得出线性回归系数带入到线性模型中，得到该种型号的拉索的索力计算公式；步骤f、试任意长度的该同种型号的待测拉索的振动频率；步骤g、将步骤f获得的频率f_i1'...f_ik'...f_in'带入到步骤e的公式中即可计算该同种型号的任意拉索的索力。本发明解决了因线性模型索力测量方法需对每根拉索都进行两级张拉进而严重限制了该方法的使用范围的问题。

技术领域

本发明涉及一种振动法拉索索力测量方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

索体系桥梁主要通过拉索进行力的传递和分配，拉索是索体系桥梁的主要受力构件。拉索索力是索体系桥梁设计的重要参数之一，也是桥梁施工控制以及评估桥梁正常使用状态的重要指标。索力测定的准确性受多种因素影响，如拉索长度、线密度、抗弯刚度、边界条件以及实测频率等。

为了提高拉索索力的测试精度，现有专利“基于线性模型的振动法拉索索力测量方法”，专利申请号为：201510357998.5，提出了基于线性模型的振动法测量拉索索力，其核心公式为：

上式中，T表示索力(N)，A_k和B_k均为线性回归系数，f_k同样表示k阶自振频率(Hz)。

该方法有效的解决了实际工程中由于拉索长度、抗弯刚度、边界条件、质量等参数无法准确获取的问题，使得拉索振动法索力测试方法的精度和实用性得到了极大的提升。

但上述方法在实际工程应用中仍然存在一些问题：由该拉索的建立的线性模型只能测量该拉索的索力，无法应用于其他同种型号的拉索，若想对其他与该拉索同种型号的拉索进行索力预测，都需要对每根拉索进行两级张拉标定才能获取每根拉索的线性模型，进而对每根拉索进行索力预测，而在实际工程中，对每根拉索进行两级张拉严重限制了该方法的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于参数传递的线性模型索力测量方法，原理是通过对两根或两根以上相同型号的拉索进行两级张拉标定，分别建立两根拉索的索力测试线性模型，通过观察两根线性模型中线性回归系数A_k、B_k关于索长L的关系，进而建立起该类型拉索线性模型中线性回归系数A_k、B_k关于索长L的函数关系，实现同种型号拉索线性模型的系数传递，实现通过对同类型的两根或两根以上拉索的张拉标定，建立起该类型拉索都适用的线性模型索力测量方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明方法为对同种型号的若干根拉索(两根或以上)分别进行两级张拉，在两级拉力水平下使用加速度传感器测量该拉索在环境激励或人工激励作用下加速度信号，将其转换为频谱图，在图中识别出拉索的各阶振动频率。分别对每根拉索建立各阶线性模型，求得每根索各阶线性回归系数A_k、B_k，分别建立关于A_k、B_k关于索长的模型A_k＝a₁L+b₁、通过已标定拉索的线性模型系数A_k、B_k与索长L的关系拟合得到系数a₁、b₁、a₂、b₂，进而得到该类型拉索都适用的线性模型索力测量公式。