考虑温度等多因素影响的拱桥吊杆张力识别

发布时间：2021-12-10 08:29

　　基于Euler-Bernoulli梁理论,综合考虑了抗弯刚度、长度、减振垫、附加质量、弹性支承、黏性护套和环境温度等因素的影响,建立了吊杆张力与振动频率的解析表达式。首先,提出了边界影响系数法,针对不同边界条件计算拱桥吊杆边界影响系数,给出了边界影响吊杆张力实用表达式;然后,以刘江黄河大桥为例进行验证,利用在综合考虑多因素影响的解析表达式计算吊杆张力时,长吊杆张力计算最大误差为1.10%,中、短吊杆张力计算最大误差不超过1.12%;最后,利用边界影响实用表达式计算吊杆张力时,最大相对误差不超过2.38%。结果表明:考虑温度影响时,采用复杂边界条件下的解析表达式计算精度提高了11.39%,采用实用表达式计算时精度提高了11.38%。边界影响系数法建立的实用表达式计算精度较高,且为显式形式,实用性强。 

【文章来源】：振动.测试与诊断. 2020,40(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

吊杆张力计算模型

其中：E1I1为钢绞线抗弯刚度；E2I2为黏性护套抗弯刚度；E1A1钢绞线拉伸（压缩）刚度；E2A2为黏性护套拉伸（压缩）刚度。其具体取值可参考国家标准《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》(GB/T 18365-2001）。忽略温度场梯度变化，由环境温度变化引起的吊杆张力变化FN为

当ξ和n确定时，y（ηn）的第n零点即为ηn的值。例如，当n=2，ξ=20,y（ηn）函数图形如图3所示，从图可知：y（η2）有多个交点，取第2个零点，即η2=1.164 4。在此基础上，可获得各阶模态的ηn随ξ的变化关系。图4为吊杆前4阶模态ηn随ξ变化的关系曲线，由图可知：ηn随着ξ的增大呈现先非线性下降后逐渐趋于平缓的变化关系，最终趋近于1。当ξ较小时，ηn的变化率较高，表明吊杆振动频率对吊杆抗弯刚度较为敏感，吊杆振动类似于梁的振动。当ξ较大时，ηn的变化率较低，吊杆的振动接近于弦的振动。此时，参考简单边界条件下，吊杆的张力传统计算公式[15]为

【参考文献】：
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本文编号：3532249