[发明专利]一种考虑环境多因素影响拱桥吊杆张力识别方法

权利要求书

1.一种考虑环境多因素影响拱桥吊杆张力识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、建立了拱桥吊杆张力计算模型；

S2、推导复杂边界条件下吊杆张力与横向振动频率解析表达式；

考虑吊杆外部高密度聚乙烯护套的影响，并假定吊杆张力沿杆长方向不变，且护套与吊杆同步振动，在线弹性范围内，吊杆实际抗弯刚度EI与拉伸(压缩)刚度EA可分别表示为：

忽略温度场梯度变化，由环境温度变化引起的吊杆张力变化F_N为：

F_N＝-EAμ(T-T₀) (2)

由Euler-Bernoulli梁理论，吊杆振动微分方程为：

S3、通过边界影响系数法给出了吊杆张力实用表达式，并进行了实例验证；

S4、分析了各表达式计算精度、应用特点及差异，为吊杆张力测定提供参考。

2.根据权利要求1所述的一种考虑环境多因素影响拱桥吊杆张力识别方法，其特征在于：所述拱桥吊杆张力计算模型考虑抗弯刚度、长度、减振垫、附加质量、弹性支承、黏性护套、环境温度影响。

3.根据权利要求2所述的一种考虑环境多因素影响拱桥吊杆张力识别方法，其特征在于：所述m为吊杆单位长度质量，V(x,t)为吊杆横向位移函数，可表示为：

4.根据权利要求3所述的一种考虑环境多因素影响拱桥吊杆张力识别方法，其特征在于：所述Z(t)和分别为吊杆的广义振幅坐标和振型函数，

其中：

C₁、C₂、C₃、C₄为待定系数，可根据吊杆边界条件确定，

根据吊杆端部作用力和力矩平衡，可得吊杆边界条件方程组为：

将吊杆振型函数式(5)代入上述边界条件，构成以待定系数C₁、C₂、C₃、C₄为基本未知量的方程组，即：

式中

为使方程(12)有非零解，则其待定系数C₁、C₂、C₃、C₄所构成的矩阵行列式值应为0，即：

|R|＝0 (13)

式(13)即为考虑抗弯刚度、长度、减振垫、附加质量、弹性支承、黏性护套、环境温度影响时，吊杆张力与横向振动频率解析表达式。

5.根据权利要求4所述的一种考虑环境多因素影响拱桥吊杆张力识别方法，其特征在于：所述吊杆两端固接，则K_a、K_b→+∞和H₃、H₄→+∞，由式(13)可得固接边界条件下吊杆张力计算方程，即：

展开可得：

6.根据权利要求5所述的一种考虑环境多因素影响拱桥吊杆张力识别方法，其特征在于：所述S3中为便于公式应用，引入IRVINE无量纲参数