[发明专利]一种考虑多种因素影响吊杆张力识别方法

说明书

本发明属于建筑施工技术领域，尤其为一种考虑多种因素影响吊杆张力识别方法，复合边界条件下吊杆张力表达式的构建，考虑抗弯刚度、转动约束和弹性支承的吊杆动力反应，吊杆实用计算公式推导，边界条件的识别，基于Euler‑Bernoulli梁理论，建立了考虑转动约束、抗弯刚度及弹性支承等边界条件影响下的吊杆振动模型，并推导了吊杆张力与横向振动频率的解析表达式，由于边界条件具体数值具有不确定性，故对转动约束利用差值公式进行识别，计算出反映转动约束的嵌固系数B1、B2，而弹性支承利用了多阶振动频率进行识别，计算出反映弹性支承的参数k，根据参数识别结果，利用吊杆张力与横向振动频率的解析表达式对吊杆张力进行计算。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种考虑多种因素影响吊杆张力识别方法。

背景技术

吊杆是中下承式拱桥的重要组成部分，承担了系杆、桥面与拱肋之间荷载传递的作用，吊杆也是拱桥中最容易出现损伤的部位，其损伤对桥梁整体稳定性影响极大，由于吊杆构造特殊，受力及损伤很难通过外观检测，目前常用的测试张力的方法主要有压力表测定法、压力传感器测定法、磁通量法和振动频率法，压力表测定法和压力传感器测定法测试精度较高，适用于施工过程中的吊杆张力测试，不适用于已经完成张拉施工的吊杆测定，且测试仪器笨重，操作不便，磁通量法需要预埋和提前标定，大多用于小规模重要桥梁健康监测，费用昂贵，振动频率法测量仪器携带简便，易于操作，效率较高，是目前吊杆张力测量的主要方法，其原理是利用精密拾振器，拾取吊杆在受到激励时的振动信号，传感器记录时程数据，经过滤波、放大和频谱分析得到振动频率，再根据吊杆固有振动频率与张力之间的数学关系计算吊杆张力。

已有研究中通常假定吊杆边界条件为铰接或固接，但吊杆端部边界条件一般为弹性支承，吊杆转动约束不是零，也不是无穷大，而是趋于中间某值，另外为了提高吊杆耐久性，延长吊杆使用寿命，往往吊杆外部会做多层防腐体系，包括环氧涂层及粘性护套，在测试吊杆张力时，拾振器测的是钢绞线或钢丝与粘性护套共同振动的基频，因此在计算吊杆刚度及线密度时，必须考虑粘性护套的影响。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种考虑多种因素影响吊杆张力识别方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤：

S1、复合边界条件下吊杆张力表达式的构建；

S2、考虑抗弯刚度、转动约束和弹性支承的吊杆动力反应；

S3、吊杆实用计算公式推导；

S4、边界条件的识别。

优选的，所述S1中V(x,t)为所述吊杆横向位移函数，x为纵向坐标，t为时间，F为吊杆张力，设所述吊杆振型函数为振幅通过广义坐标Z(t)表示。

优选的，所述吊杆振型函数可表示为：

式中：

优选的，所述C₁、C₂、C₃、C₄为待定系数，根据所述吊杆张力计算模型的边界条件建立方程组，为使方程有非零解，则其待定系数C₁、C₂、C₃、C₄所构成的行列式值应为0。

优选的，根据作用在所述吊杆端部力和力矩的平衡条件，由所述吊杆张力计算模型可推导出所述吊杆边界条件方程组为：