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关于特定情况下柔性索索力—频率关系的研究
| 论文题名： | 关于特定情况下柔性索索力—频率关系的研究 |
| 关键词： | 振动频率法;减振器;平行钢绞线索;PE套管;不均匀吊杆 |
| 摘要： | 作为索系桥梁主要受力构件之一的拉索，其索力大小及受力状态直接关系到桥梁施工过程中的安全控制和运营期间桥梁状况的评估。在索力的测量方法中，频率法因其操作简便、仪器可重复使用且能用于成桥之后拉索的索力复测而得到广泛的使用。 频率法测索力的基本原理是基于简单的弦振动理论，由此得到的公式因其可以方便估算出拉索的索力而得到现场工程师们的青睐。然而，在实际应用中发现有时索力计算误差很大甚至会得到错误的结果。因此，本文对已有的研究成果进行总结，综合考虑拉索的弯曲刚度、垂度、斜度和边界条件，得到符合特定情况拉索的索力实用计算公式。另外拉索本身参数的取值对索力计算的精度也有很大影响，故文中对拉索参数的取值也进行了简要分析。 为了抑止拉索的振动，现代桥梁中的拉索都装有多种形式的减振器。减振器的安装会改变拉索的振动形状，提高拉索的固有振动频率。文中通过两种方法来考虑减振器的影响：一是构造安装减振器后拉索新的振型函数，用能量法重新推导索力计算公式；二是考虑到减振器的安装会缩短拉索的动力计算长度，故在总结减振器的减振机理和欲控制振动模态后，通过对拉索的计算长度进行折减以反映减振器的影响。 平行钢绞线拉索因其施工轻便、防腐性能优良、经济效益显著以及宜于单根钢绞线换索等优点被越来越多的应用于索系桥梁中。然而由于钢绞线索索力不均匀性及各钢绞线之间的离散性问题，人们对平行钢绞线索频率法应用提出了质疑。本文通过建立多个有限元模型进行对比分析，验证了频率法测量钢绞线索索力的可行性。 HDPE套管因其质量轻、耐腐蚀性能好、造价低、现场制作与安装方便在目前的拉索防护体系中得到普遍使用。然而在频率法测索力时，加速度传感器直接固定在PE套管外，且PE套管因受力很小与索体中间部位产生接触，针对上述这些问题，文中通过建立索体-PE套管模型，分析认为PE套管对索体的影响不能忽略，可以通过调整拉索的线密度来考虑索体外包PE套管的影响。 由于工程需要，实际桥梁中有些吊杆的构造比较复杂。对于在吊杆端部有一刚性连接段的情况，由于该刚性段刚度、线密度与其余柔性索段均不相同，会给频率法测索力带来困难。而且拱桥中的吊杆长度又较短，直接忽略掉该刚性段的影响也不可取。本文通过建立有限元模型，分析发现通过计算长度的折减可以解决这个问题并得出适用于某钢管混凝土拱桥的调整系数。 |
| 作者： | 王博妮 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周厚斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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