CN112050984A - 一种斜拉索张力计算参数k值的获得方法 - Google Patents

一种斜拉索张力计算参数k值的获得方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112050984A
CN112050984A CN202010786349.8A CN202010786349A CN112050984A CN 112050984 A CN112050984 A CN 112050984A CN 202010786349 A CN202010786349 A CN 202010786349A CN 112050984 A CN112050984 A CN 112050984A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
stay cable
tension
stay
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010786349.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112050984B (zh
Inventor
朱运河
钱淼
易莉帮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway Major Bridge Reconnaissance and Design Institute Co Ltd
Original Assignee
China Railway Major Bridge Reconnaissance and Design Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Railway Major Bridge Reconnaissance and Design Institute Co Ltd filed Critical China Railway Major Bridge Reconnaissance and Design Institute Co Ltd
Priority to CN202010786349.8A priority Critical patent/CN112050984B/zh
Publication of CN112050984A publication Critical patent/CN112050984A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112050984B publication Critical patent/CN112050984B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/042—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands by measuring vibrational characteristics of the flexible member

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

本发明涉及一种斜拉索张力计算参数K值的获得方法，包括：将斜拉索张拉到预设索张力T1状态，并测量该状态下的斜拉索基频f1；以索长为控制标准对斜拉索再次张拉，索长变化量为ΔL，根据ΔL与T1计算得到索张力变化量ΔT；测量再次张拉后的斜拉索基频f2；参数K值按公式计算：
Figure DDA0002622116480000011
本发明对斜拉索分别以张拉力和索长为控制标准进行两次张拉，获取由于索长变化量所对应的索张力变化量以及两次张拉的斜拉索基频，再计算参数K值，考虑了斜拉索实际抗弯刚度和斜拉索锚固端的加强部分对全索的影响，具有很高的精度，为振动法准确测量斜拉索张力提供了一个很好的基础；该方法具有操作简便可控、计算准确、易于推广的特点。

Description

一种斜拉索张力计算参数K值的获得方法
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种斜拉索张力计算参数K值的获得方法。
背景技术
斜拉索是斜拉桥的重要组成构件，斜拉索将主梁的重量及绝大部分可变荷载传递给桥塔。精确测量斜拉索张力对斜拉桥的施工、成桥运营及后续管养维护都有十分重要的意义。
振动法测量斜拉索张力是目前斜拉索张力测量中应用最广泛的一种方法，其测量操作十分便捷。
振动法测索张力的依据为振动弦理论。通过索张力动测仪测量索的基频f，再应用索力T与基频f的关系式T＝K·f2获得索力，公式中参数K为所测量索的弦长L和索单位长度质量m的函数。振动法测索张力的工程实践表明：斜拉索振动基频值测量准确，且操作简便，但索张力计算公式中参数K难以准确获得，以致振动法所测索张力出现一定误差。
参数K的误差源于理论的斜拉索与实际的斜拉索有不同之处：1)理论中的索(或弦)没有抗弯刚度，但斜拉桥上的斜拉索有一定的抗弯刚度；2)理论上的索是均匀的，而制成的斜拉索在靠近锚固端一定长度范围内都会进行加强处理，使得斜拉索两端的刚度和重量与斜拉索其余部分不同，并且索加强部分对长度不同的索影响程度还不一样。
发明内容
本发明涉及一种斜拉索张力计算参数K值的获得方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明涉及一种斜拉索张力计算参数K值的获得方法，包括：
步骤一，以张拉力为控制标准，将斜拉索张拉到第一状态，在该第一状态下，斜拉索的索张力为T1；
步骤二，测量第一状态下的斜拉索的基频f1；
步骤三，以索长为控制标准，将斜拉索张拉至第二状态；该第二状态与第一状态相比较，索长变化量为ΔL；根据所述ΔL与第一状态下T1计算得到第二状态相较于第一状态的斜拉索索张力变化量ΔT；
步骤四，测量第二状态下的斜拉索的基频f2；
步骤五，计算所述参数K值，所述参数K值的计算公式为：
Figure BDA0002622116460000021
作为实施方式之一，步骤三中，通过控制斜拉索张拉端的螺杆外露螺距数来控制索长变化量。
作为实施方式之一，若所述螺杆外露螺距数具有非整数螺距部分，该非整数螺距部分通过螺母的旋转角度来控制。
作为实施方式之一，所述基频f1及所述基频f2均通过索张力动测仪进行测量。
作为实施方式之一，所述步骤一及所述步骤三中，斜拉索的张拉均通过千斤顶进行。
本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的斜拉索张力计算参数K值的获得方法，对斜拉索分别以张拉力和索长为控制标准进行两次张拉，获取由于索长变化量所对应的索张力变化量以及两次张拉的斜拉索基频，再计算参数K值，考虑了斜拉索实际抗弯刚度和斜拉索锚固端的加强部分对全索的影响，具有很高的精度，为振动法准确测量斜拉索张力提供了一个很好的基础；该方法具有操作简便可控、计算准确、易于推广的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的斜拉索张力计算参数K值的获得方法的流程示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，本发明实施例提供一种斜拉索张力计算参数K值的获得方法，包括：
步骤一S101，以张拉力为控制标准，将斜拉索张拉到第一状态，在该第一状态下，斜拉索的索张力为T1；
步骤二S102，测量第一状态下的斜拉索的基频f1；
步骤三S103，以索长为控制标准，将斜拉索张拉至第二状态；该第二状态与第一状态相比较，索长变化量为ΔL；根据所述ΔL与第一状态下T1计算得到第二状态相较于第一状态的斜拉索索张力变化量ΔT；
步骤四S104，测量第二状态下的斜拉索的基频f2；
步骤五S105，计算所述参数K值，所述参数K值的计算公式为：
Figure BDA0002622116460000041
上述方法中，步骤一S101中，优选采用千斤顶对斜拉索进行张拉，张拉方法为本领域常规技术，此处不作赘述。可以理解地，所谓以张拉力为控制标准，也即斜拉索的张拉目标为使其索张力达到预设索张力T1，达到预设索张力T1后即停止张拉。
上述方法中，步骤二S102中，优选采用索张力动测仪测量斜拉索的基频，方便快捷且准确。同样地，步骤四S104中，优选采用索张力动测仪测量斜拉索的基频，方便快捷且准确。
上述方法中，步骤三中，优选采用千斤顶对斜拉索进行张拉，张拉方法为本领域常规技术，此处不作赘述。可以理解地，所谓以索长为控制标准，也即使斜拉索索长变化量ΔL达到预设值(若以第一状态下的斜拉索索长为L，则第二状态下的斜拉索索长为L+ΔL)，达到目标索长后即停止张拉。
进一步优选地，斜拉索由第一状态变化至第二状态的过程可以是张紧过程也可以是放松过程，ΔL可以为正值或负值。相应地，斜拉索索张力变化量ΔT也为相对应的确定值。本实施例中，该索张力变化量ΔT可根据ΔL与T1采用非线性计算获得。非线性计算通过迭代求解来获得结构变形后的平衡位置，依据悬链线理论，当斜拉索的空间位置、斜拉索的截面及斜拉索的材料特性确定时，索端张力与斜拉索的无应力长度一一对应：
L1＝F(l1,h1,T1,ρ,E,A) ①
L2＝L1+ΔL ②
T2＝G(l2,h2,L2,ρ,E,A) ③
ΔT＝T2-T1 ④
上述公式中：l表示该斜拉索的两锚固点之间的水平投影长度，h表示该斜拉索两锚固点间的垂直高度，ρ为斜拉索材料密度，E表示斜拉索的弹性模量，A表示斜拉索的横截面积，T表示斜拉索的张力，L表示斜拉索的无应力长度。
进一步优选地，步骤三中，通过控制斜拉索张拉端的螺杆外露螺距数来控制索长变化量。可以理解地，所谓螺杆外露螺距数，是指其与螺母螺接后露出于螺母的螺距数。斜拉索张拉端的螺杆、螺母为机械加工制造，其螺距为一定值，具有较高精度；因此，将索长变化量△L换算为螺距数，既直观又准确，类似于用螺旋测微器测量构件长度的方式，这种操作方法可使索长变化量△L的精度控制到毫米级，且在施工现场容易实现，能提高上述参数K值计算的精度。其中，若有余下非整数螺距值，可通过换算成螺母的旋转角度来控制。
根据索力T与基频f的关系式T＝K·f2，在第一状态下，有：
Figure BDA0002622116460000051
在第二状态下，有：
Figure BDA0002622116460000052
则有：
Figure BDA0002622116460000053
因此，可得参数K值的计算公式为：
Figure BDA0002622116460000054
本实施例提供的斜拉索张力计算参数K值的获得方法，对斜拉索分别以张拉力和索长为控制标准进行两次张拉，获取由于索长变化量所对应的索张力变化量以及两次张拉的斜拉索基频，再计算参数K值，考虑了斜拉索实际抗弯刚度和斜拉索锚固端的加强部分对全索的影响，具有很高的精度，为振动法准确测量斜拉索张力提供了一个很好的基础；该方法具有操作简便可控、计算准确、易于推广的特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种斜拉索张力计算参数K值的获得方法，其特征在于，包括：
步骤一，以张拉力为控制标准，将斜拉索张拉到第一状态，在该第一状态下，斜拉索的索张力为T1；
步骤二，测量第一状态下的斜拉索的基频f1；
步骤三，以索长为控制标准，将斜拉索张拉至第二状态；该第二状态与第一状态相比较，索长变化量为ΔL；根据所述ΔL与第一状态下T1计算得到第二状态相较于第一状态的斜拉索索张力变化量ΔT；
步骤四，测量第二状态下的斜拉索的基频f2；
步骤五，计算所述参数K值，所述参数K值的计算公式为：
Figure FDA0002622116450000011
2.如权利要求1所述的斜拉索张力计算参数K值的获得方法，其特征在于：步骤三中，通过控制斜拉索张拉端的螺杆外露螺距数来控制索长变化量。
3.如权利要求2所述的斜拉索张力计算参数K值的获得方法，其特征在于：若所述螺杆外露螺距数具有非整数螺距部分，该非整数螺距部分通过螺母的旋转角度来控制。
4.如权利要求1所述的斜拉索张力计算参数K值的获得方法，其特征在于：所述基频f1及所述基频f2均通过索张力动测仪进行测量。
5.如权利要求1所述的斜拉索张力计算参数K值的获得方法，其特征在于：所述步骤一及所述步骤三中，斜拉索的张拉均通过千斤顶进行。
CN202010786349.8A 2020-08-07 2020-08-07 一种斜拉索张力计算参数k值的获得方法 Active CN112050984B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010786349.8A CN112050984B (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种斜拉索张力计算参数k值的获得方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010786349.8A CN112050984B (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种斜拉索张力计算参数k值的获得方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112050984A true CN112050984A (zh) 2020-12-08
CN112050984B CN112050984B (zh) 2022-03-08

Family

ID=73602099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010786349.8A Active CN112050984B (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种斜拉索张力计算参数k值的获得方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112050984B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19531858A1 (de) * 1995-08-30 1997-03-06 Deutsche Telekom Ag Messverfahren für Abspannseile
CN101397773A (zh) * 2008-02-28 2009-04-01 中铁大桥勘测设计院有限公司 大范围调整斜拉索索力或吊杆杆力方法
CN102121858A (zh) * 2010-12-20 2011-07-13 浙江大学 部分斜拉桥拉索钢绞线张力测试方法
CN102735386A (zh) * 2012-07-14 2012-10-17 福州大学 考虑弯曲刚度的斜拉索索力数值计算方法
CN102789547A (zh) * 2012-07-14 2012-11-21 福州大学 考虑减振阻尼器作用的斜拉索索力计算方法
CN104328739A (zh) * 2014-10-29 2015-02-04 上海建工集团股份有限公司 系杆拱桥吊杆的索力测试及其施工控制方法
JP2017219369A (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 西松建設株式会社 加振装置、振動測定システム、振動測定方法および張力の計測方法
CN107895083A (zh) * 2017-11-23 2018-04-10 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 一种基于索长影响矩阵的缆索支承桥梁调索方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19531858A1 (de) * 1995-08-30 1997-03-06 Deutsche Telekom Ag Messverfahren für Abspannseile
CN101397773A (zh) * 2008-02-28 2009-04-01 中铁大桥勘测设计院有限公司 大范围调整斜拉索索力或吊杆杆力方法
CN102121858A (zh) * 2010-12-20 2011-07-13 浙江大学 部分斜拉桥拉索钢绞线张力测试方法
CN102735386A (zh) * 2012-07-14 2012-10-17 福州大学 考虑弯曲刚度的斜拉索索力数值计算方法
CN102789547A (zh) * 2012-07-14 2012-11-21 福州大学 考虑减振阻尼器作用的斜拉索索力计算方法
CN104328739A (zh) * 2014-10-29 2015-02-04 上海建工集团股份有限公司 系杆拱桥吊杆的索力测试及其施工控制方法
JP2017219369A (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 西松建設株式会社 加振装置、振動測定システム、振動測定方法および張力の計測方法
CN107895083A (zh) * 2017-11-23 2018-04-10 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 一种基于索长影响矩阵的缆索支承桥梁调索方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张海文 等: "矮塔斜拉桥索力监测误差分析", 《四川建筑》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112050984B (zh) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108460229B (zh) 连续桥面结构桥梁拉索内力的调整方法
KR102118886B1 (ko) 풍력적분 풍동실험 기구
CN105320596A (zh) 一种基于倾角仪的桥梁挠度测试方法及其系统
CN107268446B (zh) 斜拉桥塔梁同步施工测量装置及其测量方法
CN105803941B (zh) 一种斜拉桥双索同时张拉无应力状态施工控制方法
CN104749047A (zh) 一种受弯构件力学性能测试装置及其使用方法
CN102175125B (zh) 利用振弦式应变计测量混凝土温度约束应变的精确度的检测方法
CN111855405A (zh) 预测变幅疲劳下frp-混凝土梁界面裂纹长度的方法
CN101788357A (zh) Pc钢绞线斜拉索施工中的索力监控方法
CN106153289A (zh) 风洞试验模型的一种测力装置
CN112050984B (zh) 一种斜拉索张力计算参数k值的获得方法
CN112195797A (zh) 一种连续梁桥合龙施工方法
CN109489883B (zh) 大尺寸模型试验用矮塔斜拉桥拉索锚固及索力测试装置
CN110387820B (zh) 一种基于智能张拉系统的吊杆测控一体化施工方法
CN114197316A (zh) 斜拉桥拉索张拉控制方法和装置
CN111931282B (zh) 基于未知荷载系数法一次张拉斜拉扣挂索力计算方法
CN204389083U (zh) 一种模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置
CN204575459U (zh) 一种受弯构件力学性能测试装置
Huang et al. Experimental study on stability behavior of equal-leg angle steel columns
CN111289164A (zh) 一种发泡材料膨胀力测试装置
CN114319127B (zh) 一种桥梁支撑架卸载方法
CN110501177B (zh) 基于自由端倾角影响线曲率的悬臂梁损伤识别方法
CN113983936A (zh) 基于光纤光栅位移计的桥梁竖向位移实时监测装置及方法
CN208596085U (zh) 一种用于碳纤维网格与聚合物砂浆握裹力测试工装
CN110924308B (zh) 大跨度长号段连续梁阶段施工中施工误差的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant