一种拱桥短吊杆的张力及刚度测试方法

摘要

本发明提供一种拱桥短吊杆的张力及刚度测试方法，它利用在吊杆上附加质量块的方法增加吊杆参数识别条件，实现根据基频推算吊杆张力的目的；本发明利用短吊杆基频受到吊杆质量变化比较敏感的特点，根据测试结果得到的四组关于吊杆基频与附加质量之间关系的方程组，利用遗传算法计算特征值问题联立方程组求解获得吊杆的张力、弯曲刚度和边界约束条件。本发明提出的测试方法在现场实施比较容易，测试方法简单、测试结果准确。

主权项

一种拱桥短吊杆张力及刚度的测试方法。其特征在于利用在吊杆上附加质量块的方法增加吊杆参数识别条件，从而可以实现根据基频推算吊杆张力的目的；所述测试过程包括以下步骤：(1)、在吊杆上安装振动传感器，在环境振动下测试吊杆的振动时程曲线，通过频谱分析得到吊杆在没有附加质量块时的基频f0；(2)、在吊杆某一截面安装质量块，记下截面位置，并按步骤(1)测试吊杆附加质量时的基频f1；(3)、移动质量块的安装位置，重复步骤(2)，得到吊杆另一组附加质量时的基频f2；(4)、再次移动质量块的安装位置，重复步骤(2)，得到又一组附加质量时的基频f3；(5)、采用人工智能的遗传算法计算特征值问题联立方程组(1)，得到吊杆的几何刚度KG和刚度矩阵K，由此算出弯曲刚度EI和张力T； | ( K + K G ) - ( 2 π f 0 ) 2 M 0 | = 0 | ( K + K G ) - ( 2 π f 1 ) 2 M 1 | = 0 | ( K + K G ) - ( 2 π f 2 ) 2 M 2 | = 0 | ( K + K G ) - ( 2 π f 3 ) 2 M 3 | = 0 - - - ( 1 ) 这里，M0为吊杆质量矩阵，M1、M2、M3分别为考虑第一次、第二次和第三次附加质量的吊杆质量矩阵，刚度矩阵和质量矩阵根据二维杆系结构有限元方法计算得到。