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斜拉桥索力测量及索力状态评估研究

谭艳  
【摘要】: 斜拉索作为斜拉桥的主要受力构件,其索力是斜拉桥工作状态评估的重要依据,目前索力测量的最常用的方法是基于环境振动的频率法。为防止拉索的振动,许多斜拉桥采用安装减振器的方法,这将对拉索的自振频率将产生一定的影响,从而影响采用振动法测量索力的精度,本文主要研究斜拉索索力测量,并在此基础上对斜拉桥索力状态评估展开研究,论文主要内容如下: 1、根据动力学原理,建立了考虑拉索垂度、倾角和弯曲刚度的斜拉索—减振器系统的振动方程,为分析减振器对频率的影响提供了理论基础; 2、研究拉索减振阻尼器对拉索模态频率的影响,得到了阻尼器安装相对高度、阻尼系数对拉索模态频率的影响程度和规律;提出了采用高阶模态频率及计算长度L-x_d评估索力的方法,该方法可以消除阻尼减振器的影响,获得更精确的结果;基于测量获得减振器阻尼系数,提出了评估拉索索力的方法。 3、以九江大桥为背景,建立了该桥整体有限元模型,分析拉索索力变化对全桥索力分布的影响规律。运用BP神经网络进行模式识别,提出了根据部分测量索力评估全桥索力状态的方法。 4、基于九江大桥健康监测系统,建立了三个索力状态评估的BP神经网络,并进行了仿真训练。研究表明,训练好的网络能够准确的识别出全桥索力状态变化,具有很好的工程实用价值。


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