基于频率法的吊杆张力测定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于频率法的吊杆张力测定方法，包括步骤：测量吊杆的横向振动频率ω；根据考虑复杂边界条件下吊杆张力T与其横向振动频率ω之间的解析表达式得出吊杆张力，其中解析表达式为：其中，K′g＝Kg+K1，K′X＝KX+K2，Mg为拱肋的等效质量，Mx为系杆梁的等效质量，Kg为拱肋对吊杆的轴向等效刚度，Kx为系杆梁对吊杆的轴向等效刚度，K1为拱肋中减振垫对吊杆的轴向等效刚度，K2为系杆梁中减振垫对吊杆的轴向等效刚度，K3为拱肋对吊杆的转动等效刚度，K4为系杆梁对吊杆的转动等效刚度，m为吊杆单位长度质量，EI为吊杆抗弯刚度，L为吊杆计算长度。本发明专利技术较全面地考虑了吊杆附加质量和弹性支承等边界约束，尽管形式复杂，但无论对短吊杆或者长吊杆，计算结果都较准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吊杆张力测定
，特别涉及一种。
技术介绍
吊杆是中、下承式拱桥重要的传力构件，其张力大小是中、下承式拱桥安全状况敏感指标。在中、下承式拱桥健康监测中，可以通过吊杆张力的变化来判断中、下承式拱桥的健康状态，显然判断结果的精度与吊杆张力测试精度密切相关。常用的吊杆张力测定方法有压力表测定法、压力传感器测定法、静态应变测定法、 振动测定法等。压力表测定法是指千斤顶张拉吊杆后通过精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，求得张力。压力表测定法由于张拉系统千斤顶漏油等因素的影响，测试精度较低，且易污染环境，只能作为参考，并且安装完成后无法进行复测。压力传感器测定法在吊杆张拉时，千斤顶张拉力通过连接杆传到吊杆锚具，在连接杆上套一穿心式压力传感器，得到千斤顶张拉力。但压力传感器售价较高，不适于大规模使用，只能在特定场合下使用。静态应变测定法是指在吊杆上预先粘贴应变片，完成张拉后通过测试吊杆应变来计算吊杆张力。但静态应变测定法，实施繁琐，且应变片一旦破坏就会失效，所以只能对个别吊杆做短期观测使用，不利于实际工程应用。振动测定法是目前工程中常用的测定吊杆张力的方法。振动法主要通过测试吊杆的横向振动频率来计算其张力，已有计算公式是根据弦振动理论发展起来的，对于简单边界条件下的长吊杆，张力计算比较准确，但是对于中、下承式拱桥短吊杆来说，由于吊杆刚度较大、边界条件复杂而不能直接套用，如果采用简化的边界条件或采用分段拟合法来计算吊杆张力，由于简化的边界条件对计算结果引起的误差大小无法估计，精度难以保证，适用范围有限。采用分段拟合法在分段处不具连续性，在求解吊杆张力时需要迭代，且对于不同类型的吊杆，拟合公式不同，应用不便。因此，亟需一种考虑吊杆实际边界条件的吊杆张力测定方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种，以提高吊杆张力的测定精度。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种，包括步骤1)测量吊杆的横向振动频率ω ；2)根据考虑复杂边界条件下吊杆张力T与其横向振动频率ω之间的解析表达式得出吊杆张力，其中解析表达式为权利要求1. 一种，其特征在于，包括步骤2.如权利要求1所述的，其特征在于，所述吊杆单位长度质量m为吊杆的钢丝和护套的单位长度质量。3.如权利要求1所述的，其特征在于，所述吊杆抗弯刚度EI中的惯性矩I为吊杆的全部钢丝对断面形心的惯性矩之和，E为钢丝的弹性模量。4.如权利要求1所述的，其特征在于，所述吊杆计算长度L为吊杆两端减振垫之间的净距加上拱肋和系杆梁高度之和的一半。5.如权利要求1-4任一项所述的，其特征在于，计算Kg时，在吊杆与拱肋连接处沿拱肋横向作用一个单位力Fg，拱肋产生的横向位移为Ag，通 F过，计算出Kg，通过全文摘要本专利技术公开了一种，包括步骤测量吊杆的横向振动频率ω；根据考虑复杂边界条件下吊杆张力T与其横向振动频率ω之间的解析表达式得出吊杆张力，其中解析表达式为其中，K′g＝Kg+K1，K′X＝KX+K2，Mg为拱肋的等效质量，Mx为系杆梁的等效质量，Kg为拱肋对吊杆的轴向等效刚度，Kx为系杆梁对吊杆的轴向等效刚度，K1为拱肋中减振垫对吊杆的轴向等效刚度，K2为系杆梁中减振垫对吊杆的轴向等效刚度，K3为拱肋对吊杆的转动等效刚度，K4为系杆梁对吊杆的转动等效刚度，m为吊杆单位长度质量，EI为吊杆抗弯刚度，L为吊杆计算长度。本专利技术较全面地考虑了吊杆附加质量和弹性支承等边界约束，尽管形式复杂，但无论对短吊杆或者长吊杆，计算结果都较准确。文档编号G01L1/10GK102230833SQ20111010341公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日专利技术者何伟, 何容, 徐建国, 王博, 白新理, 郑恒祥, 陈淮 申请人:华北水利水电学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于频率法的吊杆张力测定方法，其特征在于，包括步骤：１）测量吊杆的横向振动频率ω；２）根据考虑复杂边界条件下吊杆张力Ｔ与其横向振动频率ω之间的解析表达式得出吊杆张力，其中解析表达式为：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇＇ｃｌｏｓｅ＝＇＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ＥＩ＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｍ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｇ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｇ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）Ｔ＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ＥＩ＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ＥＩ＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｎ）４（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ＥＩ＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｓｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｎ）４（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ＥＩ＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｓｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｍ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｔ＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ＥＩ＆ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｃｏｓ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｌ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｏｍｅｇａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｍ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｓｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟，陈淮，何容，王博，白新理，徐建国，郑恒祥，
申请(专利权)人：华北水利水电学院，
类型：发明
国别省市：41