基于基频的尼尔森体系拱桥吊杆索力计算方法分析

马万良

(兰州交通大学工程检测有限公司,兰州 730070)

0 引言

尼尔森体系系杆拱桥由于其具有活载挠度小的特点,能够较好地解决铁路列车活载占比较大,冲击引起的刚度和动力问题,同时具备优美的空间感,与周围环境相得益彰,现在已经在高速铁路中进行推广应用[1].目前对于吊杆索力及拉索索力的测试基本都采用振动测定法[2],其原理为:对于理想的张紧弦,振动频率与其张力有一定的对应关系.但是由于忽略了结构的抗弯刚度、垂度以及边界条件的差异性,理论计算公式计算的索力往往与实际索力有一定的偏差,这就需要对理想化模型得到的理论计算公式进行修正处理[3].鉴于此,国内外许多学者为了得到更加准确、更加实用的计算公式，进行了大量的研究.任伟新等[4]通过采用能量法和曲线拟合法,分别建立了考虑垂度和抗弯刚度影响的索力实用计算公式,并引入反应抗弯刚度影响的无量纲参数ξ,该方法被《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01—2015)[5]采用.张戎令等[6]基于结构的振动理论,建立了考虑吊杆转动惯量和剪切变形耦合影响的吊杆索力计算公式.张戎令等[2]根据结构的振动力学特性,推导了考虑吊杆抗弯刚度、转动惯量、剪切变形以及后两个耦合影响的吊杆索力计算公式.程路超等[7]通过试验的方法对短吊杆索力及其影响因素进行了研究;方志等[8]对拉索及吊杆抗弯刚度、长度、线密度和频率之间的关系进行了数值拟……