大跨空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)索力檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)在我國(guó)蓬勃發(fā)展，大量工程涌現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力拉索作為空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的核心構(gòu)件，其受力狀況是評(píng)估空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的重要依據(jù)。準(zhǔn)確地了解拉索的索力是確?？臻g預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)使用安全的前提。
　　 本文首先總結(jié)和比較了目前常用的幾種索力測(cè)試方法，主要有頻率法、磁通量法、壓力傳感器法等。頻率法以其優(yōu)越性，是目前運(yùn)營(yíng)中預(yù)應(yīng)力拉索索力測(cè)試的最佳選擇。
　　 頻率法主要是基于拉索的自由振動(dòng)方程，目前存在的理論有三類

2、：第一類主要是忽略垂度和抗彎剛度影響的張緊弦理論，第二類主要是考慮垂度而忽略抗彎剛度影響的現(xiàn)代索理論，第三類主要是考慮抗彎剛度而忽略垂度影響的受軸向荷載的梁振動(dòng)理論。本文就這三種理論給出公式推導(dǎo)，并分析了各種理論的適用范圍及局限性。
　　 預(yù)應(yīng)力斜拉網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分，本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)索力測(cè)試實(shí)踐，總結(jié)出此類結(jié)構(gòu)較為準(zhǔn)確的索力計(jì)算公式：精確考慮拉索抗彎剛度及附加質(zhì)量影響，視索的兩端為鉸支并且忽略垂度影響的索力計(jì)

3、算公式。并對(duì)測(cè)試過(guò)程中的激勵(lì)、信號(hào)處理、基頻推算做了詳盡的闡述。
　　 平面索桿系結(jié)構(gòu)由于存在中間支撐，其邊界條件更為復(fù)雜，常規(guī)的頻率法索力測(cè)試公式對(duì)此類結(jié)構(gòu)不適用。經(jīng)過(guò)有限元模態(tài)分析后得知，此類結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性是：平面外剛度遠(yuǎn)小于平面內(nèi)剛度，低階自振模態(tài)以平面外振動(dòng)為主。根據(jù)這種動(dòng)力特性，提出了一種基于平面外自振頻率測(cè)試平面索桿系索力的平面外頻率法，將平面索桿系中的連續(xù)短索轉(zhuǎn)化為平面外的長(zhǎng)索，通過(guò)實(shí)測(cè)平面外自振頻率和建立索力-平

4、面外自振頻率的關(guān)系公式來(lái)確定索力，并結(jié)合沈陽(yáng)展覽中心的工程實(shí)踐，對(duì)該方法的工程適用性做了驗(yàn)證。
　　 對(duì)于幾何拓?fù)潢P(guān)系明確的索系，提出了建立在最基本的結(jié)構(gòu)靜力平衡理論和最簡(jiǎn)單的靜力檢測(cè)手段基礎(chǔ)上的索力檢測(cè)靜力平衡法：索力只與索段中任意三點(diǎn)相對(duì)位置有關(guān)。這避免了常用的索力測(cè)定方法識(shí)別精度受拉索端部條件影響較大的缺陷。而現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的快速發(fā)展，為本方法的提出提供了技術(shù)保證。
　　 有限元模型修正技術(shù)近年來(lái)在結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)領(lǐng)域方