斜拉索是斜拉橋的主要受力構(gòu)件之一,準(zhǔn)確測(cè)得拉索索力并科學(xué)評(píng)定索力測(cè)試結(jié)果是確保斜拉橋結(jié)構(gòu)安全使用及評(píng)估在役橋梁運(yùn)營狀態(tài)的重要前提。頻率法索力測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于計(jì)算模型的可靠和參數(shù)取值的精準(zhǔn),現(xiàn)有的索力計(jì)算模型多基于一定的假設(shè)條件提出,而實(shí)際上拉索難以完全滿足假設(shè)條件,計(jì)算參數(shù)的取值也受到多種因素的影響。本文針對(duì)影響索力測(cè)試結(jié)果的因素進(jìn)行研究,為更好地描述索力測(cè)試結(jié)果的質(zhì)量,應(yīng)用測(cè)量不確定度理論對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)定。通過調(diào)研索力測(cè)試技術(shù)和頻率法索力測(cè)試兩方面的文獻(xiàn),明確了拉索的振動(dòng)特性和索力計(jì)算理論,分析了影響索力測(cè)試結(jié)果的主要因素。在此基礎(chǔ)上,明確了多種索力動(dòng)測(cè)模型的適用范圍,提出了索力測(cè)試結(jié)果的不確定度評(píng)定方法,對(duì)常用規(guī)格拉索進(jìn)行了數(shù)值模擬并給出實(shí)驗(yàn)室條件下的索力測(cè)試結(jié)果不確定度評(píng)定實(shí)例。主要研究內(nèi)容如下:（1）根據(jù)拉索自由振動(dòng)微分方程,分析了拉索在弦振動(dòng)理論和梁理論下的自振特性,推導(dǎo)了拉索在不同邊界條件下的索力與頻率關(guān)系式,得到了計(jì)算索力的弦振動(dòng)公式、簡支梁公式及固支梁公式。以10根拉索為例,通過建立有限元分析模型分別將由弦振動(dòng)理論和梁理論計(jì)算得到的索力與有限元結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證兩種... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

索力動(dòng)測(cè)儀及使用使用振動(dòng)頻率法測(cè)試索力，具有測(cè)試方法簡單、便捷、測(cè)試設(shè)備可以重復(fù)使

11圖1-2索力測(cè)試計(jì)量研究技術(shù)路線圖1.5研究目的及章節(jié)安排實(shí)踐證明，頻率法以操作簡便、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、精度較高等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于索力測(cè)試中。但是在使用頻率法進(jìn)行索力測(cè)試時(shí)，實(shí)際拉索狀態(tài)不能完全滿足假設(shè)條件，因此存在一些影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素。目前常用的索力測(cè)試公式尚未能全面準(zhǔn)確地考慮拉索彎曲剛度、有效長度以及垂度的影響，且對(duì)常用的弦振動(dòng)公式和梁理論公式未明確使用范圍，這樣在一定程度上降低了頻率法在工程應(yīng)用中的可靠性。本文在滿足工程實(shí)際要求的前提下，通過分析影響因素進(jìn)而討論索力計(jì)算公式使用范圍，并對(duì)索力測(cè)試結(jié)果進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定，最后應(yīng)用于工程實(shí)際。本文分為五個(gè)章節(jié)，內(nèi)容如下：第一章，介紹了頻率法測(cè)試索力的基本理論以及用于頻率法求解索力的幾種主要計(jì)算模型。對(duì)頻率法索力測(cè)試中影響索力測(cè)試精度的幾種主要因素進(jìn)行簡單的分析介紹，如彎曲剛度、垂度、邊界條件、有效長度及溫度等。分析了索力測(cè)試量值傳遞與溯源的過程，提出索力測(cè)試計(jì)量研究技術(shù)路線。第二章，介紹了拉索平面內(nèi)自由振動(dòng)的基本理論，從動(dòng)力學(xué)微分方程出發(fā)，根據(jù)不同的假設(shè)條件，推導(dǎo)了弦理論、簡支梁理論、固支梁理論索力計(jì)算公式。并選用一組不同物理、幾何參數(shù)的斜拉索，建立有限元分析模型，對(duì)所選拉索在不同的索力計(jì)算公式下的測(cè)試精度進(jìn)行比較。第三章，以動(dòng)力學(xué)、計(jì)量學(xué)為理論基礎(chǔ)，對(duì)拉索進(jìn)行分類，給出了短索、中索、長索的參數(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)。分析了彎曲剛度、有效長度、垂度對(duì)索力的影響，以數(shù)值模擬的方式討論了在影響因素作用下各計(jì)算公式適用范圍。

14圖2-1拉索力學(xué)模型如圖2-2所示，在拉索上任意取一微元體。其中，M代表彎矩，Q代表剪力，T代表拉力，u表示y向位移。根據(jù)微元體的平衡條件有：220()0QuyQdxTdxmdxQTxxtθθθ=+++=(2.2)00MMMdxMdxxθ=+=(2.3)圖2-2拉索微元體受力圖根據(jù)梁彎矩和中和軸彎曲的曲率關(guān)系有：22uMxEI=(2.4)uxθ=(2.5)將上兩式代入上上兩式整理得：224224uuumTEItxx=(2.6)式中，m表示拉索單位長度質(zhì)量，T表示拉索索力，EI表示拉索的彎曲剛度。利


本文編號(hào)：2997800