2013年7月下第42卷第14期
DOI;10.7672/sgjk2013140033
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
索结构索力无线测试系统及应用
罗尧治，朱铁城，程华强，童若飞，刘
锈
（浙江大学空间结构研究中心，浙江杭州310058）
【摘要】根据频率法测试拉索内力的原理开发了索结构索力无线测试系统。考虑拉索的弯曲刚度和两端弹性嵌固的边界条件，提出了基于意传算法的多频率索力计算方法。该方法对索力计算具有较强的通用性和较高的精度，且不依模基频或某指定阶频率，方便实测应用。利用该方法并结合无线动态测试设备，开发了集成化的索结构索力无线测试系统。系统在某体育馆稳杆斜拉索张拉成型后的索力测试中得到应用，测试过程方便快捷，索力计算结果基本准确。
【关键调】索结构；索力；测试；遗传算法；多额率
【中图分类号】TU323.8
【文献标识码】A
【文章编号】1002-8498（2013)14-0033-05
Application ofWirelessCableForceMeasurement
SystemofCableStructures
Luo Yaozhi,ZhuTiecheng,Cheng Huaqiang,Tong Ruofei,LiuDun(Space Seructures Researech Center, Zhejiang Unieersity, Hangrhou, Zhejiang 310058, China)
Abstract: A wireless cable force measurement system of cable structures was developed depending on the basic principle of frequency method. Considering the influence of the flexural rigidity and elastic embedding on the cable, a multistage frequency method based on the genetic algorithm was proposed. This method is generally applicable to most cables with high precision, and doesn't rely on fundamental frequency or a specified order frequency. Thus it' s convenient in practical application. Using this method and wireless dynamic test equipment, a integrative wireless cable force measurement system of cable structures was developed. The system was used in the cable force measurement of a stadium's mast stay-cables conveniently and eficiently, with a basically correct result.
Key words: cables; cable force; measurement; genetic algorithm; multistage frequency
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引言
随着索结构在建筑结构中日益广泛的应用，实
时、全面地了解拉索内力以掌握结构在施工和运营阶段的性能也变得越来越重要。频率法是目前工程实际中应用最广泛的索力测试方法，尤以在桥梁工程斜拉索中的测试最为成熟。频率法索力测试的基本原理是根据拉索理论模型求解频率与索力之间的关系，通过实测拉索在激励下的加速度响应获得其自振频率，进而通过频率识别拉索索力。
索力计算基本理论从振动微分方程人手，根据不同的简化边界条件推导频率方程，用其解析解或数值拟合解建立索力计算公式["4]。
也有从振型函
、“十二五"国家科技文撑计划项目（2012BAJ07B03）
【作者简介】罗尧治，教授，浙江大学建筑工程学院副院长，博士生导师,E-mail; luoyz@ xju. edu. cp
【收稿日期】2012-12-31 万方数据
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数人手，利用能量法和曲线拟合建立索力计算公式[4)。这些公式给出显式的索力计算公式，应用方便。但其推导过程通常建立在两端饺支或两端固支边界条件的基础上，适用范围受到限制。随着索力计算理论的发展，许多学者也开始研究弹性边界条件下的索力计算方法(S-1]。文献[5]在弹性边界条件下推导频率方程，并根据双曲函数的数理特性对频率方程进行合理简化，用其提出的“逆过程求解法"求解简化后的频率方程。文献[6]采用有限单元法和系统参数识别技术相结合进行索参数识别，其理论推导精确考虑了弹性边界条件，采用选代方法可同时识别索力和弯曲刚度。文献[7]以求解弹性边界条件下的频率方程为基础，提出多频率拟合算法计算多跨索内力。
本文目的在于开发实用的索结构索力无线测试系统。要求系统对索结构不同拉索的索力测试