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原文传递索的抗弯刚度识别方法研究

论文题名：	索的抗弯刚度识别方法研究
关键词：	索力测试;振动法;抗弯刚度;奇异摄动法;参数识别
摘要：	索作为一种高效地承受拉力的结构构件，广泛地应用于桥梁、高耸、大跨结构等工程中。作为索结构的主要受力构件，索力是索结构健康状态监测和评估的主要指标。振动法测索力由于其众多优点，已成为目前应用最为广泛的索力测试方法。索的抗弯刚度是索力测试和计算公式中的一个重要参数，由多根钢丝束绞合而成的吊索或拉索，其抗弯刚度难以准确确定。若能事先识别出索的抗弯刚度，将给索力测试和计算带来很大的方便。本文主要研究索的抗弯刚度识别方法和应用。主要研究工作包括: 　　 1.总结目前工程上常用的几种索力测试方法，概述了目前工程应用最为广泛的振动法测索力的研究现状，并指出了识别索的抗弯刚度存在的问题。　　 2.索的自由振动理论是索力测试和计算的理论基础。在是否考虑索的抗弯刚度的前提下，分别基于索的弦模型和梁模型，给出了索的自振频率方程和相应的索力计算公式。　　 3.考虑抗弯刚度、边界条件和垂度影响，索的自由振动方程是一个非线性方程，索的自振频率与索力的关系是一个超越方程，不能直接求解。本文利用奇异摄动法详细推导出索的自振频率特征值和特征函数的近似解析表达式。由索的设计参数可以简便获得索的自振频率计算值，利用索的振动响应测试数据获得索的自振频率实测值。然后通过最小化索的自振频率计算值和实测值之间的偏差，得到一个索的参数识别优化问题，求解此优化问题，达到识别出索的抗弯刚度。　　 4.以郑州黄河公铁两用桥92m提篮式拱桥吊索和广东崖门大桥拉索为背景，识别出了索的抗弯刚度，验证了本文提出的方法。结果表明，索的抗弯刚度真实值是其最大抗弯刚度值（按照索的全截面计算）的(0.3～0.4)倍，与工程实际相符。
作者：	谢晓峰
专业：	土木工程
导师：	任伟新
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中南大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文