基于磁弹效应的索力传感器研究

本文介绍了一种建立在磁弹效应原理基础上的可用来测量钢索轴向拉力的传感器。文中详细阐述了其基本原理,设计了单路磁循环的磁路结构,进行了磁路分析并提出一种电脉冲磁化法的实验装置,给出实验结果。实验结果与理论设计相符,系统稳定可靠。该装置具有可由电池供电、体积小、造价低廉、便于携带的特点。     

基于现场测试的斜拉桥有限元模型修正

由于多年使用,桥的结构材料等都已经发生变化,因此在研究桥的当前工作状态时,必须依照现场测试结果,将初始模型修正为符合现阶段实际情况的有限元模型。本文以黄河胜利大桥为工程背景,根据设计资料建立了该桥初始有限元模型,用ANSYS通用软件开发了索力修正程序,该程序通过调整拉索的初始应变和附加质量块,使模型索力与设计索力之间误差在5％以内。计算发现,有限元模型中的施工顺序对成桥状态有着很大影响,应通过单元生死技术进行施工模拟。本文以各级加载工况下挠度、索力的变化情况作为控制目标,最终建立了能够反映加载工况下挠度变化、索力变化的黄河胜利大桥基准有限元模型,为今后监测桥的索力变化情况进而了解整座桥的工作状态奠定了基础。     

基于环境振动的斜拉桥拉索基频识别

斜拉索是现代斜拉桥最重要的结构构件，索力在斜拉桥的施工控制和长期监测中起着重要作用。振动测试法是斜拉桥索力测定、监测和状态评估中应用最广泛的一种方法。振动法测索力的关键在于准确地识别出索的基频。本文使用自功率谱和倒频谱方法，基于MATLAB平台，开发出了斜拉桥拉索环境振动模态分析图形用户交互(GUI)工具箱，实现了斜拉索基频的快速自动识别。应用本文的方法，对福州青洲闽江主跨605m斜拉桥拉索的环境振动实测加速度数据进行了分析处理，斜拉索基频识别方便直观，结果可靠。     

FAST无线式索力传感器节点的设计制作与测试

为适应FAST项目索网结构索单元应力测量的需求,设计并制作了一种以频率法测索力理论为基础的无线式索力传感器节点。首先阐明了FAST工程中使用无线式索力传感器的必要性和优势;其次给出了频率法测索力的理论依据;重点介绍了基于MMA7260加速度计芯片的无线式索力传感器节点的硬件及软件设计;最后对传感器进行了对照实验。实验结果表明:该无线式传感器能准确拾取钢索振动信号,索内应力与一阶振动频率的一致性较好,为FAST日后施工过程的索力测量积累了经验。     

提高斜拉索索力估算精度的方法

振动法是测量实际索力的首选方法,但其测试精度会受到外界环境因素如温度、风和桥面对拉索作用等的影响。本文围绕如何将外界环境因素的影响降至最小,从测量时机的选取、数据处理方法的选择等方面,综合运用随机振动、风工程、非线性和误差分析理论,提出了提高拉索索力估算精度的实用改进方法,得出了一些有意义的结论。并通过哈尔滨松花江斜拉桥实例进行验证对比,结果表明,该方法具有较高的精度。     

弹性支承索拉力动力检测理论与试验研究

为了提高索力动力检测精度,考虑索的抗弯刚度、弹性嵌固和弹性支承等因素建立数学物理模型,推导出进行索力和边界条件动力检测的实用公式.该公式当弹性支承刚度趋于无穷时,收敛于不考虑弹性支承的索力动力检测公式.设计了三个试验验证索力和边界条件动力检测方法的有效性,试验结果表明:弹性支承刚度较小时,不考虑弹性支承对动力检测影响的...     

南京长江二桥南汊桥主梁施工控制测量方法研究

本文针对南京长江二桥南汊桥主梁施工控制测量的具体实践，结合主梁动态施工特性和现代先进测量手段，分析研究了大型斜拉桥主梁架设中的中线，标高测量和主塔变形、斜拉索索力测量的方法及精度，旨在为大型斜拉桥主梁施工控制测量技术及线性设计的发展提供有益的探讨。     

平行索面悬索桥多阶段有限元模型修正

根据平行索面悬索桥的结构体系特征,可以将其划分为几个相对独立的子结构。充分利用振动测试得到的子结构局部振动信息和结构整体振动信息,可以分阶段进行有限元模型修正,从而提高优化效率。本文以克拉玛依市龙门桥为例,结合该桥设计的有限元模型和环境激励振动试验结果,进行了整桥模型修正和子结构多阶段模型修正。首先通过振动法计算得到边悬索的索力近似替代主缆索力,将其施加在整桥有限元模型中,运用基于动力特性的响应面法完成传统的模型修正,得到修正后的土-结构相互作用的弹簧刚度系数和吊杆索力;其次利用主塔横向模态相对独立的特点,通过对主塔子结构模型的修正得到合理的弹性支承参数;再将其施加在初始的整体有限元模型中,完成该桥的子结构分阶段有限元模型修正;最后比较子结构多阶段模型修正与传统整桥模型修正方法的效果,可以看出相比传统模型修正,所提方法不仅提高了修正精度,而且大幅度提高了优化效率。     

利用振动法测量预应力体外索的索力

为了能够利用振动法测量316国道洪塘大桥预应力体外索的索力,本文根据理想弦的振动方程以及梁的横向振动方程,建立起有灌浆预应力体外索索力的计算模型,该计算模型中含有两个权重系数λ1、λ2。利用该桥体外预应力索的模型实验数据,通过最小二乘法拟合出系数λ1、λ2并得到体外索索力的计算公式。误差分析表明该体外索索力计算公式误差小,可以用于洪塘大桥体外索索力计算以及该桥体外索长期健康监测。     

考虑刚度及边界条件的短索索力求解与试验研究

建立了一个非齐次边界拉索力学模型,基于拉索线性振动理论,推导了考虑拉索抗弯刚度及边界条件的拉索频率方程;根据双曲函数的数理特性对频率方程进行了合理简化,得到了实用的频率简化方程,提出了逆过程求解索力的方法和步骤,并探讨了不同支承刚度对索力的影响。设计了室内拉索试验模型并进行了27种工况索力试验,比较了不同工况下的计算索力与实际索力,验证了本文提出的频率简化方程和逆过程求解方法的实用可靠性。