最小弯曲能量法确定系杆拱桥成桥索力

斜拉桥索力测试方法及原理综述

斜拉桥索力测试方法及原理综述王玉田（青岛理工大学土木工程学院青岛266033）摘要斜拉索的索力大小直接决定着斜拉桥的工作状态，采用准确的方法进行合理的索力测试是保证斜拉桥顺利施工和安全运营的必要手段。本文针对目前斜拉桥索力测试中常用的方法及其原理进行了阐述和比较，并指出了各种方法的特点和适用场合。关键词斜拉桥索力测试综述 Summary of Methods and Theories to Cable Force Measurement of Cable—Stayed Bridges Wang Yu-tian (School of Civil Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao, 266033) Abstract Cable force decides the working state of the cable-stayed bridge directly. Measuring the cable force of the cable-stayed bridge through some exact method is the guarantee to construction and operation. This paper summarises the methods and their theories usually uesed in cable force of cable-stayed bridge measuring. Furthermore, Features and their applying places are pointed out. Keywords cable—stayed bridges cable force measurement summary 斜拉索是斜拉桥的一个重要组成部分，斜拉索的工作状态是斜拉桥是否处于正常状态的主要决定因素，所以，能否对斜拉索索力进行精确的测量，在很大程度上决定着斜拉桥施工的成败和正常的运营。斜拉桥索力测试的方法很多，经过近年来的实践，许多方法已经被淘汰（如“扭力扳手测试法”，误差较大），目前常用的有以下几种： 1. 压力表测定法目前，斜拉索均使用液压千斤顶张拉。该方法的原理就是根据千斤顶张拉油缸中的液压推算千斤顶的张拉力，并认为千斤顶的张拉力就等于拉索索力。所以，只要通过精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，就可求得索力。通常使用0.3~0.5级的精密压力表，并应事先对液压系统进行标定，测得索力的精度可达到1%~2%。压力表测定法简单易行，比较直观、可靠，是施工中控制索力最适用的方法。但该法所用仪器较笨重，移动不便，且经常有油不回零的情况，影响测试精度。并且不适合于已张拉好的斜拉索，如运营中的索力测试。 2. 压力传感器测定法张拉时，在张拉连杆上粘贴应变片或利用穿心式压力传感器，也可在锚头和锚座之间安装测

斜拉桥荷载试验方案

××大桥成桥荷载试验方案 ×××××××××××××× 2012年6月18日

第1章概况 (1) 1.1 桥梁概况 (2) 1.2 试验目的 (3) 1.3 试验依据 (3) 1.4 项目实施内容 (3) 第2章结构初始状态检查 (4) 2.1检查目的 (4) 2.2 检查主要内容 (4) 2.2.1 桥梁有关资料的搜集 (4) 2.2.2 主桥跨结构外观质量检查 (4) 2.2.3 桥面标高测量 (5) 2.2.4恒载作用下斜拉索索力的测定 (5) 第3章静力荷载试验方案 (6) 3.1 测试截面的确定 (7) 3.2 测点布置 (7) 3.2.1 应变测点 (7) 3.2.2 主梁、主塔变位测点 (8) 3.2.3 索力测试 (9) 3.3 试验荷载 (9) 3.4 试验工况及加载位置确定 (10) 3.4.1 试验工况 (10) 3.4.2 试验荷载布置 (10) 3.5 加载效率 (13) 3.6 加载分级 (13) 3.7测试方法 (14) 3.7.1应变测试方法 (14) 3.7.2位移测试方法 (14)

3.7.3索力测试方法 (14) 3.8加载程序及试验规定 (14) 3.8.1加载程序 (14) 3.8.2试验规则 (15) 第4章动力荷载试验实施方案 (15) 4.1 动力荷载试验原则 (16) 4.1.1 试验目的 (16) 4.1.2 测试项目与测试方法 (16) 4.2 动力试验测试内容 (16) 4.2.1脉动试验 (16) 4.2.2无障碍行车试验 (16) 4.3动力试验的测点布置 (17) 4.3.1 脉动试验 (17) 4.3.2. 无障碍行车试验 (17) 第5章试验分工协作、实施细则与计划安排 (17) 5.1 分工协作 (18) 5.1.1试验现场准备工作 (18) 5.1.2 试验测试准备工作 (18) 5.1.3 试验加载测试车辆的准备工作 (18) 5.2 试验进度计划及人员安排 (19) 5.2.1 试验进度计划安排 (19) 5.2.2 人员安排 (19)

结构动力学读书笔记

《结构动力学》读书报告学院专业学号指导老师 2013 年 5月 28日

摘要：本书在介绍基本概念和基础理论的同时，也介绍了结构动力学领域的若干前沿研究课题。既注重读者对基本知识的掌握，也注重读者对结构振动领域研究发展方向的掌握。主要容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构动力学的前沿研究课题。侧重介绍单自由度体系和多自由度体系，重点突出，同时也着重介绍了在抗震中的应用。 1 概述 1.1结构动力学的发展及其研究容：结构动力学，作为一门课程也可称作振动力学，广泛地应用于工程领域的各个学科，诸如航天工程，航空工程，机械工程，能源工程，动力工程，交通工程，土木工程，工程力学等等。作为固体力学的一门主要分支学科，结构动力学起源于经典牛顿力学，就是牛顿质点力学。质点力学的基本问题是用牛顿第二定律来建立公式的。牛顿质点力学，拉格朗日力学和哈密尔顿力学是结构动力学基本理论体系组成的三大支柱。经典动力学的理论体系早在19世纪中叶就已建立，。但和弹性力学类似，理论体系虽早已建立，但由于数学求解上的异常困难，能够用来解析求解的实际问题实在是少之又少，能够通过手算完成的也不过仅仅限于几个自由度的结构动力体系。因此，在很长一段时间，动力学的求解思想在工程实际中并未得到很好的应用，人们依然习惯于在静力学的畴用静力学的方法来解决工程实际问题。随着汽车，飞机等新时代交通工具的出现，后工业革命时代各种大型机械的创造发明，以及越来越多的摩天大楼的拔地而起，工程界日新月异的发展和变化对工程师们提出了越来越高的要求，传统的只考虑静力荷载的设计理念和设计方法显然已经跟不上时代的要求了。也正是从这个时候起，结构动力学作为一门学科，也开始受到工程界越来越高的重视，从而带动了结构动力学的快速发展。结构动力学这门学科在过去几十年来所经历的深刻变革，其主要原因也正是由于电子计算机的问世使得大型结构动力体系数值解的得到成为可能。由于电子计算机的超快速度的计算能力，使得在过去凭借手工根本无法求解的问题得到了解决。目前，由于广泛地应用了快速傅立叶变换（FFT），促使结构动力学分析发生了更加深刻地变化，而且使得结构动力学分析与结构动力试验之间的相互关系也开始得以沟通。总之，计算机革命带来了结构动力学求解方法的本质改变。作为一门课程，结构动力学的基本体系和容主要包括以下几个部分：单自由度系统结构动力学，；多自由度系统结构动力学，；连续系统结构动力学。此外，如果系统上所施加的动力荷载是确定性的，该系统就称为确定性结构动力系统；而如果系统上所施加的动力荷载是非确定性的，该系统就称为概率性结构动力系统。 1.2主要理论分析结构的质量是一连续的空间函数，因此结构的运动方程是一个含有空间坐标和时间的偏微分方程，只是对某些简单结构，这些方程才有可能直接求解。对于绝大多数实际结构，在工程分析中主要采用数值方法。作法是先把结构离散化成为一个具有有限自由度的数学模

考虑边界条件的频率法则索力实用公式

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6b10530781.html, 考虑边界条件的频率法则索力实用公式作者：唐盛华方志杨索来源：《湖南大学学报·自然科学版》2012年第08期摘要：通过两端固结梁和两端铰接梁的频率特征方程，在找出了二者的频率关系后，建立了一个形式简单、物理意义明确的索力计算公式.和同类方法的对比分析结果表明，该公式具有更好的计算精度和适用范围，使用该公式可以快速、准确地识别出不同长细比、抗弯刚度拉索的索力.分析了拉索边界条件对索力计算结果的影响，提出了考虑拉索端部转动约束刚度的索力计算公式. 关键词：拉索；频率法；索力测试；边界条件；实用公式；抗弯刚度中图分类号：U443.38 文献标识码：APractical Formula for the Estimation 索结构广泛应用于斜拉桥、悬索桥以及中下承式拱桥等大跨结构中，索力直接控制结构的内力分布和几何线型，无论是在结构施工过程还是正常使用阶段，都需要能够及时准确地对索力进行测试.目前，索力的测试方法主要有液压表法、压力传感器法、测索伸长量法、磁通量法及频率法.现阶段以频率法最为经济、实用，因而应用最为普遍. 由拉索频率计算索力的方法主要可以分为有限元方法和公式计算方法，其中有限元方法［1-3］可以较好地模拟斜拉索的线型、边界条件、中间支撑等，并且可以同时使用多阶频率对拉索进行多参数识别，能够较好地识别包括索力在内的拉索参数，但是，此类方法一般需要编程或借助现有软件通过计算机实现，不便于工程应用. 公式计算方法要求建立索力与自振频率的显式关系，主要有2种方法，第1种方法由拉索的振动微分方程入手，建立频率特征方程，再根据边界条件对该方程进行求解，当拉索边界条件取两端固结时，得到的频率方程为超越方程，难以得到索力与频率的显式关系，为此，较多学者对其进行了研究.Robert等［4］提出了固结边界时拉索频率与弦理论频率的关系式.Zui等［5］以考虑弯曲刚度的拉索方程的高精度近似解为基础得到一组计算索力的实用计算公式.方志等［6］基于两端固结梁在轴向拉力作用下横向振动方程，拟合出轴向拉力与梁的抗弯刚度、长度、线密度及振动频率之间的数值关系.Ceballos等［7］基于振动微分方程，推导了可以考虑拉索抗弯刚度和端部转动约束刚度的索力迭代计算公式.张清华等［8］基于拉索自振频率的解析表达式，引入奇异摄动解法建立了由关键参数表示的拉索自由振动解析表达式.另一种方法必须先获得拉索的振型函数，再利用能量原理建立索力与频率的关系式.宋一凡等［9］引入压杆屈曲函数构造两端固结刚性拉索的1阶和2阶振型函数，再由RITZ法求得相应的1阶和2阶固有振动频率.任伟新等［10］采用能量法和曲线拟合方法，建立了分别考虑索垂度和抗弯刚度影响由基频计算索力的实用公式.甘泉等［11］将固支欧拉梁的振型函数作为两端固结拉索的振型函数，运用能量原理，推导了该类拉索的索力实用计算公式.这些表达式，多

斜拉桥索力测试方法及其发展趋势

斜拉桥索力测试方法及其发展趋势黄尚廉唐德东重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044 摘要：索是斜拉桥的主要受力构件之一，它的受力状态是桥梁安全与正常使用的重要指标。监测桥索的索力对于及时反映桥索的工作状态和调整桥索的结构内力是极为重要的，从而有效防止桥索的偏载和维护桥梁的运行安全。本文综述了常用索力测试方法，并分析了每种方法的基本原理和优缺点，指出它的发展趋势和需要研究和解决的问题。关键字：桥索；索力；频率；磁弹效应 Method of measure cable stress and trend of development Huang Shang-lian Tang De-dong The Key Lab for Optoelectronic Technique and System, Ministry of Education, Dept. of Optoelectronic Engineer, Chongqing University, Chongqing 400044 Abstract: Steel cable is one of components which supports stress of cable stay bridge, which tense state is important index of bridge safety and nature use. In order to effectively avoid deflection load of cable and maintain bridge safe of using, monitoring cable tense stress state parameters is very important to feedback cable working states in time and adjust cables tense stress. This article present method of measure cable stress in common use, analyze its ultimate principle and its merits and defects, and point its development trend and problem of solving. Key words: bridge cable; cable tense; frequency; magnetoelastic phenomenon 1引言随着人类生产生活水平的提高，对大跨度桥梁的建设需求越来越迫切，加上建桥技术和高强度材料的日益发展，斜拉桥逐步有能力胜任对大跨度发展的要求。如国内外已建的斜拉桥中，它们的跨度分别为：法国诺曼底桥856m，日本多多罗大桥890m，上海杨浦大桥602m，南京长江第二大桥628m，这些已向人们展示了斜拉桥强大的跨越能力。斜拉桥为高次超静定结构，它依靠斜拉索为主梁提供弹性约束，桥跨结构的重量和桥上活载绝大部分或全部通过斜拉索传递到塔柱上，因此，索是斜拉桥的主要受力构件之一，它的受力状态直接影响斜拉桥本身的健康状态。由于在斜拉桥施工或成桥后的日常使用过程中，存在各种误差和偶然因素的联合作用，将使索的结构内力和线形偏离正常状态，因此及时监测斜拉桥索的受力状态是非常重要的，已成为斜拉桥健康监测的重要内容之一。索力测定目前国内外一般采用4种方法[1]：(1)压力表测定；(2)压力传感器测定；(3)频率测定法；(4) 磁弹效应法。因此，如何选用合高等学校博士学科点专向科研基金资助：20030611023 理有效的测试方法对斜拉桥施工监控和成桥后的健康监测具有重要意义。 2常用测试方法的原理及其优缺点 2.1 压力表法用千斤顶张拉桥索时（如图1），通过精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，就可求得索力[1][2]。这种方法简单易行，是施工中控制索力最实用的方法，其精度可达1%～2%。它可以用在斜拉桥施工过程中对索力的调整，但由于压力表本身的一些特性，有指针易偏位，高压时指针抖动激烈，读数人为误差大，负荷示值需转换等缺点，不可用于成桥后的动态索力监测。图1 千斤顶张拉斜拉索示意图 2.2 压力传感器法 https://www.360docs.net/doc/6b10530781.html,

初粘力及剥离力的测试方法

初粘力的测试方法初粘测试仪——滚球斜坡停止试验法(即国家标准测试方法) GB-T2794 1, 测试设备: 初粘测试仪. 2, 钢球: 直径为0.759-25.4mm( 1-32#) , 作为测试用钢球. 3, 测试条件: 试验室温度(23?à 2) degrees Centigrade, 相对温度(65?à 5 ) %. 4, 试样：①试样宽度为100mm, 长度约200mm 的样品,要求胶面干净,无折皱,无拉伸变形②取样的不允许手或其他物体接触样品胶面。 5, 测试步骤: 准备工作: . ①将擦去防锈油的钢球,放入盛有清洗剂的容器内浸泡数分钟,After taking out, 用干净的无尘布擦拭干净. ②用胶粘带把试样上下两端固定在倾斜板( 倾斜度30. )上，必要时，也可以用胶粘带沿测试段两侧边缘加以固定，使试样平整地贴合在板上。测试: 用镊子把钢球夹入放球器内,调节放球器的前后位置,使钢球中心位于助滚段起始线上,在正式测试前,一个试样允许作多次测试,但应调节放球器的左右位置,使钢球每次滚动的轨迹不重合.

预选最大钢球: 打开放球器,观察滚下的钢球是否在测试段内被粘住( 停止移动逾Above 5s), 从大到小,取不同球号的钢球进行适当次数的测试,直至找到测试段粘住的最大球号的钢球. 取上述最大球号钢球和球号与之衔接的大小两个球,在同一试样上各进行一次测试,以确认最大球号的钢球. 6, 测试结果: 测试结果以钢球球号表示,钢球号码越大,Show that the viscidity is the higher at the beginning. 备注: 初粘力是粘胶浸润性能和硬度的一个主要指标. 图一: 初粘测试仪. Ball putting device Receiving device 倾斜板180。剥离力测试法标准为GB2792-1998 1, 测试设备: 180 度剥离测试仪2、取样

索力测试原理

2.斜拉索索力主要提供各根斜拉索的初始张拉力，并对张拉过程中各根钢绞线的均匀性及整根斜拉索索力值进行监控。根据张力弦振动公式： ρ δL F 21= (3) 式中：F ——弦的自振频率； L ——弦的长度； δ——弦的应力； ρ——弦的材料密度。可知，明确了弦的材料和长度之后，测量弦的振动频率就可以确定弦的拉力。当张紧的斜拉索横向抗弯刚度忽略不计时，其动平衡微分方程为：假定斜拉索两端是铰接，解微分方程可得索力式中：f n —斜拉索第n 阶自振频率（Hz ）； L —斜拉索计算长度（m ）； n —振动频率阶数。如考虑斜拉索的抗弯刚度，则索力： 02222=??-???x y T t y g W g n f W L T n 2224=22 22224L EI n g n f W L T n π-=（4）（5）（6）

式中：EI —斜拉索抗弯刚度。上式中第二项222L EI n π表现为斜拉索弯曲刚度对索力的修正。对于施州大桥的斜拉索是两端固定匀质受力的钢索，因此也可以似作为弦，将式（5）中的g WL /42提出来作为一个比例系数K ，则斜拉索的拉力T 与其基频F 可简化为如下关系： 2KF T = （7）式中：K ——比例系数； F ——索的基频； T ——钢索索力（kN ）。其中基频 n f F n /= （8）其中： f n ——斜拉索第n 阶自振频率（Hz ）； n ——振频率的阶数。因此，通过测量钢索的主振动频率，就可以求出钢索的拉力。其中（7）式中比例系数K 为 g W L K /42= （9）其中： W ——索的单位长质量（kg/m ）； L ——索两嵌固点之间的长度（m ）。通过对斜拉索单位长质量和各个索的计算索长的确定可以计算出各个斜拉索的比例系数见表3.2.1（表中BS1-BS14 、ZS1-ZS14分

斜拉桥的索力优化

斜拉桥索力优化简介一、斜拉桥的概况斜拉桥又称斜张桥,其上部结构由主梁、拉索和索塔三种构件组成。它是一种桥面系以加劲梁受弯或受压为主,支承体系以斜拉索受拉和主塔受压为主的桥梁。斜拉索作为主梁和索塔的联系构件,将主梁荷载通过拉索的拉力传递到索塔上,同时还可以通过拉索的张拉对主梁施加体外预应力,拉索与主梁的结点可以视为主梁跨度内的若干弹性支承点,从而使主梁弯矩明显减小,主梁尺寸以及主梁重量也相应减小,大大改善了主梁的受力性能,显著提高了桥梁的跨越能力。根据主梁所用建筑材料的不同,可将现代斜拉桥分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥以及混合式斜拉桥等。早期斜拉桥的主梁均为钢结构,其形式主要为双箱或单箱配以正交异性板。随着技术进步,19世纪中期出现了第一座现代意义的混凝土斜拉桥,从此,混凝土斜拉桥进入了人们的视野。混凝土斜拉桥的主梁和索塔一般由混凝土材料构成,为了提高主梁和索塔的适用性能,主梁可以优先采用预应力混凝土主梁,索塔可以釆用钢结构劲性骨架加强或环向预应力结构。在密索体系混凝土斜拉桥中,拉索受拉,主塔和主梁以受压为主,可以充分利用钢丝或钢绞线优异的受拉能力和混凝土良好的受压能力,同时,斜拉索水平分力对主梁形成预压作用,提高了主梁的抗裂能力。从设计方面看,既要考虑结构总体布置、结构体系选择的合理性,又要考虑釆用何种方法寻求成桥索力的最优解,还要考虑施工的便捷性、经济效益、社会效益

以及美学功能等多种因素;从施工方面讲,既要确定合理的施工流程,设法寻求合理的施工初拉力,还要做好施工过程中施工参数的动态控制和调整等方面工作。另外,在整个过程中,还要考虑设计参数变化、温度、徐变、几何和材料非线性以及施工方法等因素对设计和施工的影响。二、斜拉桥索力优化方法斜拉桥是高次超静定结构,其主梁、主塔受力对索力大小很敏感,而基于斜拉索索力可以调节的特点,我们可通过对拉索索力的调整来优化斜拉桥成桥恒载状态。针对如何才能确定合理的成桥状态,国内外许多学者都做了大量的研究并提出多种调整方法,可以将这些方法归为三类: (l)指定受力状态的索力优化,包括刚性支承连续梁法、零位移法、内力平衡法、指定应力法、零弯矩法等; (2)无约束的索力优化,包括弯曲能量最小法、弯矩最小法等; (3)有约束的索力优化,包括用索量最小法、应力平衡法等。而由于斜拉桥的最合理的成桥状态本来也没有一个统一的标准,所以很难说哪一种方法一定优于另外的方法。下面将各种方法的原理介绍如下: ①刚性支承连续梁法这种方法是使用最早的方法之一,它将斜拉桥主梁在恒载作用下弯矩呈刚性支承连续梁状态作为优化目标。将主梁、索梁交点处设以刚性支承进行分析,计算出各支点反力。利用斜拉索力的竖向分力与

附着力测试百格法耐磨性硬度

附着力测试-百格法、耐磨性、硬度 1、附着力测试划格法是一种评价单涂层或是多涂层涂料附着力的简单易行的方法。操作步骤： 1、用工具在涂层上切出十字格子图形，切口直至底材（所有切口应穿透涂层，但切入底材不得太深）； 2、用毛刷沿对角方向各刷五次，使用胶带贴在切口上并拉开； 3、使用一个带照明的放大镜检查格子区域； 4、根据划格结果评价标准分级（ISO等级0－5/ASTM等级5B-0B) 标准规定两刀齿之间的间距：漆膜厚度小于60μm(2 mils)刀齿间距1mm 漆膜厚度达到120μm(5 mils)刀齿间距2mm 漆膜厚度超过120μm(5 mils) 刀齿间距3mm 标准：ASTM D3002D3359DIN EN ISO2409 用锋利刀片（刀锋角度为15°～30°）在测试样本表面划10×10个1mm×1mm小网格，每一条划线应深及油漆的底层；用毛刷将测试区域的碎片刷干净；用粘附力350～400g/cm2的胶带（3M600号胶纸或等同）牢牢粘住被测试小网格，并用橡皮擦用力擦拭胶带，以加大胶带与被测区域的接触面积及力度；用手

抓住胶带一端，在垂直方向（90°）迅速扯下胶纸，同一位置进行2次相同测试；结果判定：要求附着力≥4B时为合格。 5B－划线边缘光滑，在划线的边缘及交叉点处均无油漆脱落； 4B－在划线的交叉点处有小片的油漆脱落，且脱落总面积小于5％； 3B－在划线的边缘及交叉点处有小片的油漆脱落，且脱落总面积在5％～15％之间； 2B－在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，且脱落总面积在15％～35％之间； 1B－在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，且脱落总面积在35％～65％之间； 0B－在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，且脱落总面积大于65％。 2、酒精测试：用纯棉布蘸满无水酒精（浓度≥99.5％），包在专用的500g砝码头上（包上棉布后测试头的面积约为1cm2），以40～60次/分钟的速度,20 mm左右的行程, 在样本表面来回擦拭200个循环。结果判定: 测试完成后以油漆不透底时为合格。 3、耐磨性测试用专用的砂质橡皮(橡皮型号：LER902K)，施加500g

结构动力学习题解答(一二章)

第一章单自由度系统 1.1 总结求单自由度系统固有频率的方法和步骤。单自由度系统固有频率求法有：牛顿第二定律法、动量距定理法、拉格朗日方程法和能量守恒定理法。 1、牛顿第二定律法适用范围：所有的单自由度系统的振动。解题步骤：（1）对系统进行受力分析,得到系统所受的合力；（2）利用牛顿第二定律∑=F x m && ,得到系统的运动微分方程；（3）求解该方程所对应的特征方程的特征根，得到该系统的固有频率。 2、动量距定理法适用范围：绕定轴转动的单自由度系统的振动。解题步骤：（1）对系统进行受力分析和动量距分析；（2）利用动量距定理J ∑=M θ &&,得到系统的运动微分方程；（3）求解该方程所对应的特征方程的特征根，得到该系统的固有频率。 3、拉格朗日方程法：适用范围：所有的单自由度系统的振动。解题步骤：（1）设系统的广义坐标为θ，写出系统对于坐标θ的动能T 和势能U 的表达式；进一步写求出拉格朗日函数的表达式：L=T-U ；（2）由格朗日方程 θθ ??- ???L L dt )(&=0，得到系统的运动微分方程；（3）求解该方程所对应的特征方程的特征根，得到该系统的固有频率。 4、能量守恒定理法适用范围：所有无阻尼的单自由度保守系统的振动。解题步骤：（1）对系统进行运动分析、选广义坐标、写出在该坐标下系统的动能T 和势能U 的表达式；进一步写出机械能守恒定理的表达式 T+U=Const （2）将能量守恒定理T+U=Const 对时间求导得零,即 0) (=+dt U T d ，进一步得到系统的运动微分方程；（3）求解该方程所对应的特征方程的特征根，得到该系统的固有频率。 1.2 叙述用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法和步骤。用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法有两个：衰减曲线法和共振法。方法一：衰减曲线法。求解步骤：（1）利用试验测得单自由度系统的衰减振动曲线，并测得周期和相邻波峰和波谷的幅值i A 、1+i A 。（2）由对数衰减率定义 )ln( 1 +=i i A A δ，进一步推导有 2 12ζ πζδ-= ，

斜拉桥检测

斜拉桥检测斜拉桥应定期进行动力特性、重要部位的内力、拉索索力、拉索探伤和静载的检测,时间间隔不得超过7年。检测报告应结合历年的各项检测结果综合分析。应通过结构监测，掌握桥梁在使用过程中结构构件的变化和力学性能及空间位移情况。每天宜巡检1~2次。 1 塔斜拉桥索塔部分的养护，视其结构类型可按钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥及钢桥的相关规定进行。按期检查索塔的变位、倾斜和混凝土表面的破损情况，必要时可进行混凝土强度检测。发现主塔混凝土产生裂纹，应在其表层涂聚合物防水材料予以预防。塔体裂缝宽度在0.2mm 以上的，应采取高压灌注环氧树脂封闭。裂缝宽度在0.2mm以下的，可采用环氧或聚合物防水材料进行刮涂封闭。 2 拉索斜拉索的保护层，通车后第1、2年内每季度检查一次，以后每半年检查一次。每天应目测检查一次(可借助简单工具)，对异常情况作好记录，进一步检查，并做出技术状况的评定。每3年对拉索护层及钢丝锈蚀情况进行检测，可采用无损探伤或剥开已损坏的护层检查，并测量锈蚀钢丝的实际有效面积。拉索索力每年进行一次测量，大桥竣工最后一次调索的索力应与设计索力进行比较，了解拉索索力变化状况及松弛现象。必须经常观察拉索的振动情况，并作好风速、风向、雨量、拉索振动状况的记录，并应检查拉索减振措施的有效性，对失效的减振装置应重新安装或更换。拉索梁端的护筒及护套不得有锈蚀、开裂、剥落、连接螺栓松动、崩断、护套与拉索的接合部护层的损伤和露丝。塔端锚头、钢主梁端锚头必须每半年进行一次保养，对在钢梁外侧并有钢盖板盖的锚头应每3年进行一次保养。锚具的锚杯及锚杯外梯形螺纹和螺母不得锈蚀和变形，锚板不得断裂;墩头应无异常。锚固结构的支承垫块不得锈蚀、位移、变形;梁端锚箱不得锈蚀、变形;锚箱与主钢梁腹

斜拉桥索力测试方法

斜拉桥索力测试方法 1.引言索力测试无论是在斜拉桥的建设过程中还是在其日常维护检测中都具有举足轻重的地位。索力是否处在合理的范围内将直接影响结构的整体受力状态和线形的平顺程度，所以对拉索的索力进行定时的测试是斜拉桥、下承式拱桥和悬索桥等带索桥梁日常维护的重要内容。经实践验证，进行索力测试时，不同的测试方法和不同的工程也存在较大的差异，这是由于不同的索力测试方法所需的计算参数不能准确测定，不同工程也因其具有自身特点和各异的环境因素所致。索力测试前必须选定合适的测试方法，考虑到影响测试精度的各种因素，例如影响振动法测试精度的因素有：仪器、计算模式、边界条件、索长、外界环境、斜度以及垂度等。当这些因素在索力测试时如果处理不当则会对测试结果造成不小的误差。所以，对不同的索力测试方法及其影响因素进行分析显得格外重要。 2.索力测试方法 2.1千斤顶压力表测定法现阶段斜拉桥的施工现场，斜拉索均使用千斤顶张拉，其原理为：千斤顶张拉油缸中的液压和斜拉索的拉力有直接的关系，所以我们可以根据精密压力表或液压传感器测定油缸的液压，然后就可根据液压反推出索力。但此法现阶段还存在以下缺陷：（1）当拉索安装完成后，若还想用此法来测试索力将会变的十分困难和不便，工程量也很大。（2）千斤顶在张拉过程中对拉索的锚杆螺纹会产生很大的损害。（3）此法所得到的索力值只能代表张拉端的局部索力，不能代表整跟拉索的索力大小。（4）在测试之前需要事先标定，如果标定粗糙，误差将会很难控制。 2.2 压力传感器测定法该方法一般与振动法联合使用，可作为对振动法测定索力结果的一种校核，已安装的传感器还可以在成桥后的运营阶段连续测定索力值，还适用于成桥后运营状态下的索力长期监控。压力传感器测定法的原理是永久安装压力传感器在斜拉索的锚固端或张拉端，传感器的感应锚头的压力与斜拉索的索力成一定的比例关系，所以可通过传感器感应锚头的压力来反算斜拉索的索力，此法测量结果精度高，而且索力在索中的位置明确。

结构动力学习题解答一二章

第一章单自由度系统 1、1 总结求单自由度系统固有频率的方法与步骤。单自由度系统固有频率求法有:牛顿第二定律法、动量距定理法、拉格朗日方程法与能量守恒定理法。 1、牛顿第二定律法适用范围:所有的单自由度系统的振动。解题步骤:(1) 对系统进行受力分析,得到系统所受的合力; (2) 利用牛顿第二定律∑=F x m && ,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 2、动量距定理法适用范围:绕定轴转动的单自由度系统的振动。解题步骤:(1) 对系统进行受力分析与动量距分析; (2) 利用动量距定理J ∑=M θ &&,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 3、拉格朗日方程法: 适用范围:所有的单自由度系统的振动。解题步骤:(1)设系统的广义坐标为θ,写出系统对于坐标θ的动能T 与势能U 的表达式;进一步写求出拉格朗日函数的表达式:L=T-U ; (2)由格朗日方程 θθ ??- ???L L dt )(&=0,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 4、能量守恒定理法适用范围:所有无阻尼的单自由度保守系统的振动。解题步骤:(1)对系统进行运动分析、选广义坐标、写出在该坐标下系统的动能T 与势能U 的表达式;进一步写出机械能守恒定理的表达式 T+U=Const (2)将能量守恒定理T+U=Const 对时间求导得零,即 0) (=+dt U T d ,进一步得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 1、2 叙述用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法与步骤。用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法有两个:衰减曲线法与共振法。方法一:衰减曲线法。求解步骤:(1)利用试验测得单自由度系统的衰减振动曲线,并测得周期与相邻波峰与波谷的幅值i A 、1+i A 。 (2)由对数衰减率定义 )ln( 1 +=i i A A δ, 进一步推导有 2 12ζ πζδ-= ,

斜拉桥索力测试及应用

现代物业?新建设 2012年第11卷第5期 1 引言斜拉索的索力是斜拉桥设计的一个重要参数，在施工和维修中要准确控制索力。迄今为止，测定索力普遍采用下述四种方法： 1.1 压力表测定当前，拉索均使用液压千斤顶张拉，无一例外。由于千斤顶张拉油缸中的液压和张拉力有直接关系，所以只要测定张拉油缸的液压，就可求得索力。由液压换算索力的办法由于其简单易行，因而是在施工过程中控制索力最实用的一种方法。 1.2 压力传感器测定斜拉索张拉时，千斤顶的张拉力通过连接杆传到拉索锚具，如果在连接杆上套一个穿心式的压力传感器，张拉时处在千斤顶张拉活塞和连接杆螺母之间的传感器，在受压后就输出电讯号，于是就可在配套的二次仪表上读出千斤顶的张拉力。压力传感器的售价相当高，特别是大吨位的传感器就更贵，自身质量也大。因此，这种方法虽然测定的精度高，却只能在特定场合下使用。 1.3 频率法索的张拉和频率之间存在一定关系。对于柔性索：式中：w —— 单位长度索重； L —— 索长； f n —— 第n阶自振频率。对于两端铰接的刚性索：式中：EI —— 索的弯曲刚度。实际上，工程结构中的拉索，并不处在绝对静止的状态，而是时刻发生着随机振动。只是这种振动不那么明显，而且各阶频率混在一起，要用精密的拾振器才能发现，通过频谱分析，根据功率图谱上的峰值，才能最后判定拉索的各阶频率。频率既得，即可据此求算索力。现有的仪器及分析手段，测定频率的精度可达到0.005Hz。通常拉索的端点并未作铰接处理，在靠近端点处还常安装减振圈，而拉索自身又或多或少具有一定的弯曲刚度。因此，拉索的计算长度L将稍短于拉索的实际长度 L ，需要适当给予修正。具体应视拉索和锚具的构造及减振器安装的位置而定。如直接将索长L 代入公式，所得索力必然偏大。现代建设 Modern Construction 斜拉桥的索力测试及应用王力强1 刘经伟2 （1.嘉兴学院，浙江嘉兴 314001；2.云南省交通规划设计研究院，云南昆明 650021）摘要：斜拉索的索力大小直接决定着斜拉桥的工作状态。采用准确的方法进行合理的索力测试是保证斜拉桥顺利施工和安全运营的必要手段。本文针对目前斜拉桥索力测试中常用的方法及其原理进行了阐述和比较,并结合工程实践重点介绍振动频率法在斜拉索的索力测试中的应用，并将测试结果与设计进行对比，评价桥梁的健康状况并提出进一步的维修和保养意见。关键词：斜拉桥；索力测试；振动频率法；维修保养中图分类号：U448.27 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）05-0008-04 Cable Force Measurement and Application of Cable-stayed Bridge WANG Li-Qiang1 LIU Jing-wei2, (1. JIAXING UNIVERSITY, 314001 ；2.YUNAN DESIGN INSTITUTE Yunnan,Kunming 650021) Abstract: The cable force directly determines the working state of cable-stayed bridge. The accurate method for rational cable force test is to ensure the smooth construction of cable-stayed bridge and the safe operation of the necessary means. This article in view of the present cable force of cable-stayed bridge tests commonly used in the method and its principle are described and compared, and combined with the engineering practice, introduces the vibration frequency method of cable force measurement in the application, and the test results are compared with the design, evaluation of the health state of the bridge, and put forward the further repair and maintenance views. Keywords: Cable-stayed bridge; Cable force measurement; Vibration frequency method; Repair and maintenance – 8 –

地基承载力检测方法

地基承载力检测方法公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

公路地基承载力有几种检测方法： 1、平板荷载试验：适用于各类土、软质岩和风化岩体。 2、螺旋板荷载试验：适用于软土、一般粘性土、粉土及砂类土。 3、标准贯入试验：适用于一般粘性土、粉土及砂类土。 4、动力触探：适用于粘性土、砂类土和碎石类土。 5、静力触探：适用于软土、粘性土、粉土、砂类土及含少量碎石的土层。 6、岩体直剪试验：适用于具有软弱结构面的岩体和软质岩。 7、预钻式旁压试验：适用于确定粘性土、粉土、黄土、砂类土、软质岩石及风化岩石。 8、十字板剪切试验：适用于测定饱和软粘性土的不排水抗剪强度及灵敏度等参数。 9、应力铲试验：适用于确定软塑~流塑状饱和粘性土。 10、扁板侧胀试验：适用于软土、一般饱和粘性土、松散~中密饱和砂类土及粉土等。地基承载力的确定方法，可以分为现场原位试验、理论公式以及根据地基土的物理性质指标，从有关规范中直接查取等三大类。 1、常用原位试验有现场荷载试验、标准贯入试验、触探试验等； 2、根据理论公式确定地基承载力，再结合建筑物对沉降的要求确定地即允许承载力； 3、对中小型建筑物，可根据现场土的物理力学性能指标，以及基础宽度和埋置深度，按规范查出地基允许承载力。

地基承载力概述地基承载力（subgrade bearing capacity）是指地基承担荷载的能力。在荷载作用下，地基要产生变形。随着荷载的增大，地基变形逐渐增大，初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态，具有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态，土中应力将发生重分布。这种小范围的剪切破坏区，称为塑性区（plastic zone）。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态，地基尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力。但此时地基变形稍大，必须验算变形的计算值不允许超过允许值。当荷载继续增大，地基出现较大范围的塑性区时，将显示地基承载力不足而失去稳定。此时地基达到极限承载力。确定地基承载力的方法（1）原位试验法（in-situ testing method）：是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等，其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。（2）理论公式法（theoretical equation method）：是根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力的方法。（3）规范表格法（code table method）：是根据室内试验指标、现场测试指标或野外鉴别指标，通过查规范所列表格得到承载力的方法。规范不同（包括不同部门、不同行业、不同地区的规范），其承载力不会完全相同，应用时需注意各自的使用条件。

斜拉桥施工索力张拉控制及优化

斜拉桥施工索力张拉控制及优化研究背景：随着经济和技术的发展，以及斜拉桥合理的结构形式，我国修建了大量的斜拉桥。因此该类桥梁的施工控制就显得尤为重要。国内外学者及工程技术人员对斜拉桥的施工控制进行了许多研究，提出了卡尔曼滤波法、最小二乘误差控制法、自适应控制法、无应力状态控制法等许多实用控制方法。这些方法的实质都是基于对施工反馈数据的误差分析，通过计算和施工手段对结构的目标状态和施工的实施状态进行控制调整，达到对施工误差进行控制的目的。施工控制的方法必须与各类斜拉桥设计、施工的特点相结合才能在确保结构安全及施工便捷的前提下切实可靠地实现控制的目标。目前国内大多数斜拉桥的施工控制都是针对常规的混凝土斜拉桥进行的，其相应的控制方法也是针对常规混凝土斜拉桥的施工特点提出来的，本文着重阐述对于常规混凝土斜拉桥的施工控制过程中的索力张拉控制及优化方法。斜拉索施工过程：斜拉索安装完毕，即进行张拉工作。张拉前对千斤顶、油泵、油表进行编号、配套，张拉设备定期进行标定。斜拉索正常状态按设计指令分2次张拉，第1次张拉按油表读数控制，张拉时4根索严格分级同步对称进行；第2次张拉是在监控利用频率法测完索力后，以斜拉索锚头拔出量进行精确控制。施工监控包括对索力、应力、应变、线形、温度、主塔偏位的监控。施工监控在凌晨气温相对稳定时进行，保证在凌晨5点前完成。索力测试采用应变仪捕捉索自振频率，当测出索力误差超过2时，应对索力进行调整，直到满足要求。索力调整完毕立即对应力、应变、线形、温度、主塔偏位进行测量。可分阶段地进行张拉、调索。在牵索挂篮悬浇时，在控制好挂篮底模标高后，在节段砼灌注过程中，当砼灌注至1/4、2/4、3/4，及砼灌注完后，均需进行调整索力及挂篮底模标高。当主塔施工至与边跨合拢前、中跨合拢前和合拢后、二期恒载安装后均需按设计要求对全桥斜拉索进行统一检测调整，使全桥线型满足设计要求。并在对每节段主梁悬浇进行监控时，对主梁最前端的5～6对拉索的索力进行测定，观察其变化幅度是否在设计范围内。在斜拉索张拉前，应将张拉千斤顶进行精确标定，标定出其校正曲线，确保张拉力的准确，张拉千斤顶将悬挂在用于斜拉索挂设的滑动架上随支架上下滑动，张拉时，千斤顶支撑在张拉架上，当千斤顶将斜拉索按设计要求拉长以后，即将锚头上锚固螺母内拧加以固定，然后放松千斤顶完成一次斜拉索的张拉。在斜拉索张拉调整过程中，需将主塔两方向及上下游方向四根索同时分步进行。值得注意的是，当次中跨与边跨合拢后，边跨的斜拉索是在已灌注好的主梁上进行安装，但其索力

斜拉桥测量控制方案--紫金大桥

第一节：测量控制方案一、工程概述本项目起于丽水市南外环路与紫金路的交叉口，终点为紫金路与大猷路的交叉口，路线长度米。全桥总长520m，主桥：160+160米单塔花瓶型斜拉桥，跨越大溪江，塔高，桥面以上塔高，下塔柱为矩形实心断面，中、上塔柱为矩形箱型断面，塔上挂索采用空间锚固方式，斜拉桥采用双索面，扇形密索布置，梁上索距8m；引桥：南岸2×25预应力砼小箱梁+北岸6×25预应力砼小箱梁。二、人员与仪器配备 1、人员主塔及主梁施工时至少配备两名精通测量内外业的测量技术人员，还要配备两名身体健康、手脚灵活、胆大心细的立尺员。否则，测量人员如果人手不够或者专业人员不能保证到位，将可能造成测量被动甚至出错，从而影响施工。 2、仪器由于斜拉桥对于全站仪的依赖性较大，所以主塔及主梁施工时，应当保证有两台全站仪。在调锚箱和索导管时，在河的一岸将不能够全视目标，需要两台全站仪同时调索导管的上出口和下出口；斜拉桥测量精度要求很高，一台全站仪一旦出现问题，将可能对施工造成很大影响。如果有两台可以相互复核外业数据。另外，在变形观测时，水准仪的精度要保证，要保证仪器误差在1mm 之内。三、控制网建设本项目我们建立了12个控制点，在大溪江的南岸布设三个控制点，在大溪江的北岸观光大堤上布设三个控制点，利用这六个控制主塔和主梁的测量施工。密度满足施工要求。由丽水市测量大队利用静态GPS测量了这些点的三维

坐标。经复核控制点的精度满足施工要求。依照规范及监理工程师的指示，我们将适时做好控制网的复测、加密、联测、平差等工作，以确保控制网的精度。四、部分分项、分部工程的控制措施 1、钻孔桩平面位置的控制本项目钻孔桩共计41根，其中主塔基桩φ3m，共8根；过渡墩基桩φ2m，共8根；引桥基桩φ，共21根；10#桥台基桩φ，共4根。成桩采用挖孔和冲击钻形式。钻孔桩测量控制程序：坐标经复核正确再进行放样；桩位放样经复核（监理工程师）正确再开孔；每个桩位具有保护桩；灌注前再复核一次；灌注后进行检测，以检验控制效果。钻孔桩难点在主塔桩基定位。主塔桩基位于大溪江江中，水流较急，桩径大。首先，在钻孔平台上定出待打桩的十字桩，在下护筒时，采用导向架，保证护筒的准确定位。护筒打设完成后，测量护筒的平面位置和高程，经监理工程师验收通过后方可开钻。其次，在钻机钻入过程中要始终保证钢丝绳的垂直及其位置正确，要进行多次复核。另外注意经常观测钻孔平台以及钻机的沉降变形情况。 2、墩台帽施工测量控制墩台帽是控制引桥跨径和桥面标高的重要分项工程。对于墩台帽的施工放样，拟采用四次放样控制。第一次放样墩柱中心，以控制底板位置；第二次放样侧板位置；第三次放样档板位置；第四放样垫石位置和标高，在浇筑垫石时，水准仪要架立旁边随时进行测量控制。通过这四次测量，以保证墩台帽位置、尺寸、标高等符合规范要求。 3、塔柱及索导管施工测量控制