拉索索力测试综述

拉索索力测试综述
刘晨凯
重庆交通大学土木工程学院(400041)
摘要:文章介绍现有桥梁拉索索力测定的方法,阐述了各种测试方法的原理,分析了各种方法的适用范围;着重介绍了频率法索力测试的国内外研究进展。
关键词:拉索;索力测试;综述
拉索是现代桥梁的一个重要组成部分,包括斜拉桥的拉索、拱桥吊杆及部分梁桥的体外预应力等,都属于同一类结构。而对桥梁结构状态的判定需要对拉索索力进行测试。以下是几种常用的测试方法。
1压力表测定法
目前工程上采用液压千斤顶来张拉拉索。压力表测定法的原理就是在假设千斤顶的张拉力等于拉索索力的前提下,根据千斤顶张拉油缸中的液压来推算千斤顶的张拉力,从而获得拉索索力。此法测得索力的误差范围为1%~2%。该方法拥有简单、直观的优点,但只适用于施工阶段,而对于运营阶段的拉索索力无法使用该方法测得[1]。
2压力传感器测定法
压力传感器测定法的原理是:将应变片粘贴到张拉连杆上或者安装穿心式压力传感器,也可在张拉拉索时将测力传感器安装在锚头和锚座之间,进而可得到千斤顶的张拉力。压力传感器测定法测得索力的误差范围为0.5%~1.0%。由于这种方法使用时必须与千斤顶配合使用,所以只能用于施工阶段[1]。
3磁通量法
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磁通量法是一种对拉索无损的索力测定方法,但是现阶段该方法在国外应用的较多,且数据表明测试效果良好,对于国内来说,应用磁通量法的实例还很少,并且技术上还不够成熟。经研究表明,索力、温度与磁通量变化存在一定的相关性,磁通量法就是利用它们之间的关系来推算索力。测通量法测试索力需要两个步骤,即标定和测量。
首先要进行标定,在台座上进行张拉与待测构件同种材料的构件,通过确定不同情况下标准拉力与温度和输出电压的率定关系,可以得到一些中间参数,然后建立构件内力和温度与磁导率的对应关系,得到对应关系后即可用来测量同种材料制造的待测构件。
磁通量法除了技术不够成熟外,针对不同的索
均要求进行标定,相对繁琐[2]。
4基于FBG的索力测试方法
光纤测试技术目前主要与传统索力测试方法
结合起来,主要有:轴压式测力环。在测力环的弹性
体周围沿轴力方向布置相应数量的应变传感器,然
后将测力环穿过缆索安装于锚垫板和锚板之间。由
etc音响于测力环受到的压力大小和拉索的索力相等,所以
在张拉拉索时,测力环得到的压力就是缆索的张拉
力;差动式测力环。测试原理是将测力环受到的外
部压力转化为悬臂梁结构的上下表面的拉压应变,
根据二者差值可用来表征被测试的测力环压力;振
动传感器。即将FBG振动传感器应用于频率法索力
测试中,代替传统的压电式传感器测试拉索的振动
频率[3]。
5频率法
5.1测定方法
测定拉索频率的方式可以分为以下两种方式[4]: 1)接触式测量。接触式测量主要是将加速度传
感器安装在拉索上,对拉索进行激励,采集并识别
拉索振动数据,将时程数据进行傅里叶变换后得到
拉索的振动频率,最终代入索力与频率的关系式中,
求得索力。
2)非接触式测量。非接触式是利用激光发射和
接收装置监测拉索的振动,然后分析出拉索的振动
频率,最后由频率得到索力。
5.2理论基础
目前应用频率法来测索力的理论基础主要分
为两大类[5]:
1)弦理论。弦理论就是将拉索抽象为一根两端
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固定的张紧弦,根据此理论所得索力计算公式为: =42n()2
式中:为索拉力;为线质量;n=n2为索的
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第n阶频率,L为拉索长度。
运用弦理论进行索力估算时,其公式简单,得到了广泛的运用,但不适用于抗弯刚度较大的短索,主要用于长索的索力测试。
2)梁理论。梁理论基于欧拉伯努利理论,考虑拉索弯曲刚度对拉索振动的影响,将拉索的力学模型简化为受初拉力的梁模型。
两端铰接时,索力计算公式为:
=42n()2-222
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其中:为索的抗弯刚度,为线质量;为索的拉力,n=n2为索的第n阶频率,L为拉索长度。
当边界条件为两端固结时,索力没有解析表达式,只能通过数值方法得到。
梁理论是目前索力测试理论研究的基础,但是对边界条件的要求严苛,不能直接用于实践。
5.3频率法测试的影响因素
1)边界条件。在实际测试中,长索的索力识别精度能满足工程需要,但是对于短索,根据弦理论得出的结果误差很大,而现有梁理论只有在两端铰接的边界条件下才有解析解。所以很多人在这方面做了工作。
2001年宋一凡,贺拴海等人引入动力计算长度,应用等效的思想,将两端固支条件下的拉索模型等效为两端简支的模型[6]。
2003年刘文峰、应怀樵、柳春图等人将拉索的边界条件假定为简支和固支耦合以及简支两种情况,同时计入拉索的抗弯刚度的影响,得到不同假设下的理论公式[7]。
2007年Nerio Tullini,Ferdinando Laudiero等人采用欧拉-伯努利梁模型,在已知拉索弯曲刚度和单位长度质量的前提下,索力和端部约束的弯曲刚度可以通过一个振动频率和三个分量推导出对应模式形状。即除拉索两端振幅为零的边界条件外,引入3个已知点的振幅,从而使独立未知数和方程数相等,求出所有未知数,包括索力与两端的转角刚度[8]。2008年徐霞飞,任伟新等人用数值分析的方法,分析了弦理论及梁理论模型下特征频率方程解的性质,得到了在一般边界条件下弦理论和梁理论两种模型的索力估算公式,指出了所得估算公式的适用范围[5]。
2008年孟少平等人运用能量方法,引入两端固支、一端固支一端铰支等不同边界条件下吊杆的振型函数,推导出吊杆固有频率与抗弯刚度、索力间的关系式,最后得到基于吊杆前2阶自振频率的索力精
确测量公式。在该公式中,由于拉索的抗弯刚度作为隐式计算参数,所以并不需要准确识别拉索的抗弯刚度[9]。
2010年吴晓亮,王慧等人在考虑吊杆抗弯刚度和刚性锚头的影响下,建立了多种吊杆索力测试的计算模型,并完善了相应模型的计算公式。由于引入了吊杆长度修正系数,并且在分析处理测试信号时使用了汉宁窗函数,使得索力测试的精度得到提高[10]。2010年李新生等人运用瑞利能量法原理,在引入两端固支、两端铰支等不同边界条件下,将吊杆在自由振动下的振型函数用均布荷载作用下的挠度曲线拟合,推导出吊杆固有频率与抗弯刚度、索力间的关系式,最后得到基于吊杆前两阶自振频率的索力测量公式[11]。
2011年Suzhen Li,Edwin Reynders,Kristof Maes, Guido De Roeck等人在考虑弯曲刚度效应的前提下,提出了一种新的识别二维欧拉-伯努利梁构件的方法。采用至少五个传感器的动态测量,传感器可以是位移传感器或者应变传感器,并且可以两种传感器组合。使用应变传感器时,是利用挠度函数和应变函数之间的关系式来得到方程组,从而未知数和方程数相等,最终求得所有独立未知数包括索力与两端的支撑刚度和转角刚度[12]。
2011年Giovanni Rebecchi,Nerio Tullini,Ferdi⁃nando Laudiero等人提出了一种利用一个振动频率和相应模态形状的五个振幅对具有未知边界条件的细长梁的轴向载荷识别的实验程序。即在已知抗弯刚度
EI的前提下,放弃两端的边界条件,直接取5个已知点的振幅代入梁理论动力方程的通解中建立方程组,从而独立未知数和方程数相等,求出所有未知数,包括索力与两端的转角刚度[13]。2013年周正茂提出振型节点法思想,将最难确定的索计算长度用3阶以上模态振型的中间节点间距代替,使用数值分析方法研究不同边界条件下该方法的精度[14]。
2016年Chien-Chou Chen,Wen-Hwa Wu,Min-Ray Leu,Gwolong Lai等人首先在拉索两端边界条件对称的前提下,提出有效振动长度来代替拉索计
综合论述242
算长度,利用三角函数来拟合振型函数,由此得到有效振动长度;然后对两端边界条件在不对称的情况下对公式进行相应调整并在实验室验证理论的精度。最后应用于实际桥梁拉索和体外索的索力测量中[15]。2)温度。温度作用会引起拉索的自振频率的变化,有时温度引起的自振频率变异值会淹没桥梁结构自身损伤引起的自振频率变化值,目前国内外学者们在此方面的研究工作才刚刚起步。
2013年时玉平等人采用灰关联分析等理论,形成了对海量数据的甄别方法,构建了一套索力监测系统。采用神经网络方法对单索索力进行分析、评价。基于灰关联分析和支持向量机算法等理论,形成了全桥索力分析、评价方法。单索索力状态评价方法和全桥索力状态评价方法能够有效的剔除外界环境温度的影响[16]。
3)垂度。2015年李柯君、任伟新等人利用拉索的某个自振频率和相应振型的几个振动分量,首先对比研究了在不考虑垂度以及考虑垂度影响的情况下,弦模型以及梁模型的振动模态特性。在未知边界条件的情况下,识别索力,最终确定拉索的边界等效弹簧的刚度值。并指出在反对称模态即偶数阶模特下,垂度对索力识别影响很小[17]。
4)减振器。减振器的存在除了能吸收振动能量,还会提高拉索的振动频率,改变拉索的振型,当采用频率法测试带有减振器的拉索索力时,得到的索力测试结果必将偏离真实索力值。
2008年林立,张雷等人在弦振动理论基础上采用RITZ法得到了与减振器刚度相适应的等效索长的计算方法,最后计算得到装有减振器的拉索索力[18]。
2012年袁博、任伟等人在拉索两端用对称的弹性支撑来模拟减振器的作用,然后在整个长度范围内对拉索进行积分,最后使用能量法推导出考虑减震器影响下的索力计算式[4]。
5)拉索抗弯刚度。拉索的构造决定了索的抗弯刚度,假如组成拉索的钢丝之间完全不存在粘结力,那么各个钢丝的惯性矩的代数和就是拉索的惯性矩.而假如各个钢丝之间完全粘结,如同连为一体,则索的惯性矩应该以整个拉索的截面计算。这两种极端情况之间的差距很大。但是现实中的拉索的惯性矩的介于两种极端情况之间的,即真实抗弯刚度也处于二者之间。
当边界条件是两端铰接时,测出斜拉索振动时
的任意两阶频率,就可通过梁理论公式计算出斜拉
索精确的抗弯刚度,但为了提高计算结果的精度,一
般取多个频率计算抗弯刚度,然后求平均值[4]。
6结语
综上所述,压力表测定法和压力传感器测定法
虽然测得结果准确,但只能用于施工阶段斜拉索的
索力测定。磁通量法测索力虽然不会破坏拉索本
身,但目前该方法所使用的技术仍不成熟,相关研
究还有待开展。所以,对于运营阶段的拉索索力测
试,频率法是最佳选择。然而,对于短索来说,频率
法的理论还不够完善,现阶段最难处理的问题是边
界条件,减震器的存在也可以将其归为一种边界条
件,其他的因素都能通过一定方法减小索力测试受
到的影响。目前解决边界条件的方法对传感器的需
求较多,安装繁琐,所以边界条件的处理在理论方
面还有文章可做。
参考文献:
[1]张华平,魏良军,汪劭.斜拉桥索力测试方法及原理综述
[J].公路交通科技(应用技术版),2011(10):268-269.
[2]郝超,裴岷山,强士中.斜拉桥索力测试新方法—磁通量法
[J].公路.,2000(11):30-31.
[3]李盛.基于光纤光栅传感原理的桥梁索力测试方法研究与
应用[D].武汉理工大学,2009.
[4]袁博.斜拉索索力测试影响因素分析及模型修正方法研究
[D].长安大学,2012.
[5]徐霞飞.考虑边界条件影响的吊索索力估算与试验[D].中
南大学,2008.
[6]宋一凡,贺拴海.斜拉索动力计算长度研究[J].中国公路学
报,2001,14(3):70-72.
[7]刘文峰,应怀樵,柳春图.考虑刚度及边界条件的索力精确
求解[J].振动与冲击,2003,22(4):12-14.
[8]N.Tullini,F.Laudiero,Dynamic identification of beam axial
loads using one flexural mode shape[J].Journal of Sound and
Vibration,2008,318(1-2):13l-147.
[9]孟少平,杨睿,王景全.一类精确考虑抗弯刚度影响的系杆
拱桥索力测量新公式[J].公路交通科技,2008,25(6):87-91.
[10]吴晓亮.频率法在钢管混凝土吊杆拱桥索力测试中的研
究与应用[D].合肥工业大学,2010.
[11]李新生,项贻强.基于挠度曲线振型函数的系杆拱桥柔性
吊杆索力测量公式[J].工程力学,2010,27(8):174-178.
[12]S.Li,E.Reynders,K.Maes,G.De Roeck.Vibration-快乐在微笑中漫步
based estimation of axial force for a beam member with
uncertain boundary conditions[J].Journal of Sound and
Vibration2013,332(4):795-806.
祎.tif
n ot exist!
243
[13]G.Rebecchi,N.Tullini,F.Laudiero.Estimate of the
axial force in slender beams with unknown boundary con-ditions using one flexural mode shape[J].Journal of Sound
and Vibration,2013,332(18):4122-4135.
[14]周正茂.振型节点法估算短索索力的数值分析[J].公路交
通科技,2013,30(12):107-131.
[15]Chen,Chien-Chou;Wu,Wen-Hwa;Leu,Min-Ray;Lai,
Gwolong.Tension determination of stay cable or external
tendon with complicated constraints using multiple vibra-
tion measurements[J].Measurement:Journal of the Interna-
tional Measurement Confederation,v86,p182-195,May 1,2016.
[16]时玉平.桥梁自振频率温度效应分析及寒冷地区吊杆索
力监测系统构建[D].吉林大学,2013.
[17]李柯君,任伟新,殷永高.基于模态特性的未知边界条件下
索力识别[D].合肥工业大学,2015.
[18]林立,张雷,瞿志豪.斜拉桥索力检测中受减振器影响的等
效索长计算方法[J].上海应用技术学院学报,2008,8(3):
215-218.
房地产企业工程管理模式研究
钱莉霞ocp
江西省南昌骏捷房地产开发有限公司(330000)
摘要:房地产企业各项工作中工程管理发挥着非常重要的作用,实际上工程管理是一项增值服务,其核心和关键在于为工程使用增值,具体来说就是确保工程建设安全性同时提升工程质量,达到有效控制投资、成本及进度的目的。为了更好的推动我国房地产企业发展,文章主要针对房地产企业工程管理进行概述,并阐述了房地产企业工程管理的重要性,最终对当前几种常见房地产企业工程管理模式进行深入分析,供大家参考。
关键词:房地产企业;房地产工程;管理模式
当前我国房地产市场正不断持续扩大,房地产业务规模在竞争之中也逐渐朝着激烈发展角度演变,但是从一定程度上来说,房地产业要想在市场中获取一定份额,就必须得到广大消费者的认可,因此提
升房地产产业产品质量势在必行。房地产工程管理是一个非常复杂、系统的过程,通常情况下具有投资额大、风险高及生产周期长等特点,管理过程中涉及到了施工、监理、建设等诸多单位,要求进行多方协调。下面主要结合笔者多年来的实践工作经验,针对当前的房地产企业工程管理模式进行深入分析。
1房地产企业工程管理概述
所谓房地产企业工程管理是指房地产企业在工程建设之中,由管理人员针对各工程建设环节进行计划、控制及协调等管理工作,其中涉及到了工程招投标、工程建设以及竣工验收等环节,大量工程实践证实,良好的工程管理直接影响着建筑工程质量及成本控制成果。房地产工程管理过程是非常复杂的,一般来说其管理工作中随时都伴随着较高的风险,同时需要的生产周期也比较长。从具体操作上来看,管理人员的职责主要体现在初期项目设计、成本控制、工程计划以及工程建设过程中相关矛盾处理,以及对工程质量的检查与监督、竣工验收等方面内容。房地产企业只有抓住了初期发展模式转型,将其调整为持续性发展,才能与当前房地产行业发展新形势相适应,当前越来越多的房地产企业希望借助于搭建运营体系来提升自身的管理效能。
2房地产企业工程管理的重要性
2.1工程管理承担的任务重大
纵观整个工程项目建设过程,工程管理在其中是非常关键的一项工作。工程项目全寿命周期主要包括决策、实施以及运营各阶段,从工程项目开始,编制项目建议书与研究报告,一直到最后项目施工及验收等诸多环节,均处于工程管理的范畴之中。因此,工程管理工作在房地产工程项目中是非常重要的一项工作,从头到尾都承担着非常重要的任务。
2.2有利于疏通各种复杂关系
工程项目施工过程中有效梳理各种复杂关系,可以确保各项工作顺利展开。一个工程项目需要很多单位参与,涉及到的管理任务也非常繁多,如土建勘察、工程施工、设备安装、物资供应等,这些错综复杂的关系融合到一起之后,其工作性质、任务都不一样,因此会形成不同项目管理工作。通过工程管理工作的进行,可以起到联合不同利益单位的作用,很多问题都可以在沟通过程中得到解决,由工
综合论述244

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