斜拉索倾角对振动法测索力的精度影响

贺文宇， 孟凡成，任伟新

（1.合肥工业大学土木与水利工程学院 合肥，230009）

（2.安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室 合肥，230009）

（3.深圳大学土木与交通工程学院 深圳，518060）

引言

斜拉索是斜拉桥的重要构件，因易腐蚀和振动等原因而受到损害，进而影响桥梁安全［1］，识别索力对斜拉桥的健康监测具有重要意义。现有索力测试的方法主要有直接法和间接法。直接法指直接测量斜拉索张力，包括拉脱法、传感器读数法和压力表测定法等。间接法是通过测定间接物理量来识别索力，包括磁通量法和振动频率法等。振动频率法由于简单高效，因而得到广泛应用［1-2］。

振动频率法的基本原理是通过识别斜拉索的振动频率，根据索力和频率之间的特定关系间接得到索力［1，3］。利用振动频率法识别索力精度受斜拉索的抗弯刚度、垂度效应、边界条件和倾角等因素的影响［4］。学者们提出了考虑多种影响因素的索力计算方法。Ren等［5］考虑抗弯刚度和垂度影响，提出了基于基频的索力计算公式。Mehrabi等［6］利用有限差分原理，给出了索在抗弯刚度、垂度及阻尼影响下的数值解。李国强等［7］考虑边界弹性约束、支座振动、垂度、抗弯刚度和集中质量等因素，采用数值法拟合得到索力计算公式。上述方法在推导过程中多以水平索为模型，未考虑倾角对索力识别精度的影响。事实上，倾角导致斜拉索沿长度在不同位置的索力是不同的，上端索力大而下端索力小，且倾角会对索的垂度产生影响，进而影响索的频率，最终影响索力识别精度。……