拉索抗彎剛度識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，具體涉及的是拉索抗彎剛度識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 相關(guān)技術(shù)中，拉索的計(jì)算長(zhǎng)度1，線密度m，拉索的抗彎剛度EI等的拉索的幾何參 數(shù)對(duì)于索力的精確識(shí)別具有重要影響。由于拉索多采用平行鋼絲或者鋼絞線組成，其截面 不再滿(mǎn)足平截面假定，導(dǎo)致其截面抗彎剛度難以按材料力學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算，因此拉索的抗 彎剛度EI最難確定。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)中，對(duì)于簡(jiǎn)支邊界條件，可以通過(guò)多階頻率顯式 求解拉索的抗彎剛度，對(duì)于固支或者一端固支一端較支邊界條件，則必須采用有限元法進(jìn) 行參數(shù)識(shí)別，但有限元法一般需要編程或者借助現(xiàn)有軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，不便于工程應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供拉索抗彎剛度識(shí)別方法，解決對(duì)于固支或者 一端固支一端鉸支的邊界條件，必須借助編程或軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行有限元分析才能得到 抗彎剛度，從而不便于工程應(yīng)用的技術(shù)問(wèn)題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是拉索抗彎剛度的識(shí)別方法，依次 包括以下步驟：
[0005] 步驟一，獲得拉索的計(jì)算長(zhǎng)度1，線密度m，并判定拉索的邊界條件；
[0006] 步驟二，測(cè)量步驟一中所述拉索多階振動(dòng)頻率；
[0007] 步驟三，識(shí)別拉索抗彎剛度EI :已知第i階頻率^和第j階頻率f j，則抗彎剛度 EI通過(guò)公式（1)計(jì)算得到，
[0009] 式中，
，而P1, Q1, Pj, Qj值則根據(jù)拉 索不同的邊界條件決定。
[0010] 作為優(yōu)選，所述拉索的邊界條件為兩端固支時(shí)，所述步驟二的公式（1)中P1=98. 2i4+87. 64i3+65. 37i2, Q1= 9. 31? + 1. 72, P s= 98. 2j 4+87. 64j3+65. 37j2, Qj = 9. 31j+l. 72〇
[0011] 作為優(yōu)選，所述拉索的邊界條件為一端固支一端鉸支時(shí)，所述步驟二的公式（I) 中 P1= 97. 51i 4+47· 18i3+10. 17i2, Q1= 4. 78i+0. 5, P j= 97. 51 j 4+47· 18j3+10. 17j2, Qj = 4. 78j+0. 5〇
[0012] 作為優(yōu)選，所述拉索的邊界條件為兩端簡(jiǎn)支時(shí)，所述步驟二的公式（I)中P1 = (i Ji )4, Pj= (j Ji ) 4, Qi= Q j = 0〇
[0013] 作為優(yōu)選，所述拉索的邊界條件為兩端固支時(shí)，所述P1, Q1J,,Q/直的確定依次包 括以下步驟：
[0014] (a)根據(jù)拉索的邊界條件為兩端固支，根據(jù)拉索的邊界條件確定其相應(yīng)的頻率方 程為
由所述頻率方程解得η
階頻率α "和β η;
[0015] (b)利用步驟（a)中得到的α，β η，以及公式 和
得到不同的ληκ對(duì)應(yīng)的1("的理論值，從而建立λ "與1("之間的關(guān) 系曲線；
[0016] (C)根據(jù)步驟（b)中的λ#Κη2間的關(guān)系曲線，由最小二乘法擬合成二次多項(xiàng)式 Kn= R-P η λ n2+Qn λ η，得到 pn，Qn，R，則 R = 1，P1, Q1, Pj, 別為 n = i 以及 n = j 時(shí)的值。
[0017] 作為優(yōu)選，所述拉索的邊界條件為一端固支一端鉸支時(shí)，所述P1, Q1, P,，Q,值的確 定依次包括以下步驟：
[0018] (a)根據(jù)拉索的邊界條件為一端固支一端鉸支，確定其相應(yīng)的頻率方程為
由所述頻率方程解得η階頻率（^和β n;
[0019] (b)利用步驟（a)中得到的α，β n，以及公式
和
得到不同的ληκ對(duì)應(yīng)的1("的理論值，從而建立λ "與1("之間的關(guān) 系曲線；
[0020] (C)根據(jù)步驟（b)中的λ A 1("之間的關(guān)系曲線，由最小二乘法擬合成二次多項(xiàng)式 Kn= R-P η λ n2+Qn λ η，得到 Pn，Qn，R，則 R = 1，P1, Q1, Pj, 別為 n = i 以及 n = j 時(shí)的值。
[0021] 作為優(yōu)選，所述拉索的邊界條件為兩端簡(jiǎn)支時(shí)，所述P1, Q1J,,Q/直的確定依次包 括以下步驟：
[0022] (a)所述拉索的邊界條件為兩端簡(jiǎn)支，根據(jù)拉索的邊界條件確定其相應(yīng)的頻率方 程為sin ( α ) = 〇,由所述頻率方程解得η階頻率α。和β n;
[0023] (b)利用步驟（a)中得到的α "和β n，以及公式
和
得到不同的ληκ對(duì)應(yīng)的1("的理論值，從而建立λ "與1("之間的關(guān) 系曲線；
[0024] (c)根據(jù)步驟（b)中的人"與1("之間的關(guān)系曲線，得到二次多項(xiàng)式形SKn = R-Pn λ n2+Qn λ』勺 λ ^ K "的關(guān)系式，從而得到 P n，Qn，R，則 R = 1，P1, Q1, Pj, Q#別為 n = i 以及η = j時(shí)的值。
[0025] 本發(fā)明的有益效果：
[0026] 1、本發(fā)明可直接通過(guò)多階頻率顯式求解拉索的抗彎強(qiáng)度，無(wú)需迭代，避免了采用 有限元法時(shí)需借助編程或計(jì)算機(jī)軟件的繁瑣，方便于工程應(yīng)用且精度可靠。
[0027] 2、本發(fā)明建立適用不同邊界條件的識(shí)別拉索抗彎剛度的統(tǒng)一公式，對(duì)于不同的邊 界條件，其差別在于系數(shù)值的不同。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 利用附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制， 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其 它的附圖。
[0029] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例二的二山西大橋橋型布置不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0031] 實(shí)施例一
[0032] 已知兩條拉索1~10階頻率，分別在兩條拉索為固支邊界和一端固支一端鉸支的 兩種邊界條件下識(shí)別其抗彎剛度。
[0033] 本發(fā)明所述拉索抗彎剛度的識(shí)別方法，依次包括以下步驟：
[0034] 步驟一，獲得拉索的計(jì)算長(zhǎng)度1，線密度m，并判定拉索的邊界條件，其結(jié)果如表1 所示；
[0035] 步驟二，測(cè)量步驟一中所述拉索多階振動(dòng)頻率fft。，其結(jié)果如表2所示；
[0036] 步驟三，識(shí)別拉索抗彎剛度EI :已知第i階頻率^和第j階頻率f j，則抗彎剛度 EI通過(guò)公式（1)計(jì)算得到，
[0039] 所述拉索為固支邊界時(shí)，P1= 98. 2i 4+87· 64i3+65. 37i2, Q1= 9. 31i+l. 72, P J = 98. 2j4+87. 64j3+65. 37j2, Qj= 9. 31j+l. 72，
[0040] 所述拉索為一端固支一端鉸支時(shí)，P1= 97. 51i 4+47. 18i3+10. 17i2, Q1 = 4