复杂边界约束的桥梁拉索索力识别与参数分析

全书共分６ 章：第１ 章介绍了采用振动频率法识别桥梁拉索索力的国内外研究现状及发展动态；第２ 章采用解析法讨论振动频率法识别拉索索力经典计算问题，建立索力识别统一实用公式，提供复杂边界约束的拉索索力取值的搜索区间；第３ 章依据复杂边界约束的拉索结构构造和振动特征，选取轴拉梁振型函数为插值函数，基于能量变分原理，建立复杂边界约束的拉索有限元模型，形成索力识别的动态有限元法；第４ 章编制动态有限元法索力识别程序，制订索力识别实施方案；第５ 章研究拉索结构系统内部参数对索动力特性的敏感性，以一座大型竖琴式斜拉桥换索工程为依托，系统研究减振器安装位置、减振器刚度及类型、拉索抗弯刚度、边界条件和拉索斜度垂度对索动力特性的影响规律；第６ 章为结论与展望。本书可供土木工程（尤其是桥梁结构工程）领域的工程设计人员、研究人员以及相关专业的高年级本科生、研究生参考使用。

第１ 章  绪论……………………………………………………………………… １  １． １  拉索索力测定必要性…………………………………………………… １  １． ２  拉索索力测定方法……………………………………………………… ２  １． ３  振动频率法索力测定技术现状………………………………………… ４    １． ３． １  振动频率法测试效率……………………………………………… ５    １． ３． ２  振动频率法频率识别精度………………………………………… ５    １． ３． ３  振动频率法索力识别精度………………………………………… ６  １． ４  振动频率法索力识别研究现状及动态分析…………………………… ６  １． ５  振动频率法索力识别存在的问题……………………………………… １０    １． ５． １  抗弯刚度…………………………………………………………… １０    １． ５． ２  边界条件…………………………………………………………… １１    １． ５． ３  温度………………………………………………………………… １１    １． ５． ４  其他………………………………………………………………… １１  １． ６  本书的主要内容………………………………………………………… １２第２ 章  拉索索力识别的振动频率法实用公式……………………………… １５  ２． １  概述……………………………………………………………………… １５  ２． ２  振动频率法索力计算解析模型………………………………………… １６    ２． ２． １  梁振动模型………………………………………………………… １６    ２． ２． ２  弦振动模型………………………………………………………… １９    ２． ２． ３  小垂度索振动模型………………………………………………… ２０  ２． ３  长索索力计算…………………………………………………………… ２３    ２． ３． １  张拉弦计算公式…………………………………………………… ２３    ２． ３． ２  考虑抗弯刚度计算公式…………………………………………… ２４    ２． ３． ３  索长修正计算法…………………………………………………… ２４  ２． ３． ４  标定系数法………………………………………………………… ２４  ２． ４  短索索力计算…………………………………………………………… ２５    ２． ４． １  拟合的固支实用公式……………………………………………… ２５    ２． ４． ２  能量法的固支实用公式…………………………………………… ２７    ２． ４． ３  短索索力近似实用公式…………………………………………… ２９  ２． ５  索力统一实用公式……………………………………………………… ３１  ２． ６  本章小结………………………………………………………………… ３３第３ 章  拉索索力识别的动态有限元法……………………………………… ３４  ３． １  概述……………………………………………………………………… ３４  ３． ２  动态有限元法索力识别的基本思路…………………………………… ３５  ３． ３  复杂边界约束的拉索动力有限元模型………………………………… ３７  ３． ４  基于动态有限元的拉索分析模型……………………………………… ３８    ３． ４． １  有限元计算模型…………………………………………………… ３８    ３． ４． ２  单元刚度和质量矩阵……………………………………………… ４０    ３． ４． ３  两种插值函数的讨论……………………………………………… ５０    ３． ４． ４  拉索动态有限元模型求解………………………………………… ５４  ３． ５  表征拉索锈蚀程度的时变状态参量…………………………………… ５７  ３． ６  索力搜索与参数识别…………………………………………………… ５９    ３． ６． １  索力搜索…………………………………………………………… ５９    ３． ６． ２  参数识别…………………………………………………………… ６０  ３． ７  本章小结………………………………………………………………… ６４第４ 章  程序编制与验证……………………………………………………… ６５  ４． １  概述……………………………………………………………………… ６５  ４． ２  计算实施过程…………………………………………………………… ６５  ４． ３  程序编制………………………………………………………………… ６６  ４． ４  程序组成结构与使用说明……………………………………………… ６９    ４． ４． １  程序组成结构……………………………………………………… ６９    ４． ４． ２  输入文件使用说明………………………………………………… ７０    ４． ４． ３  结果文件查看……………………………………………………… ７２  ４． ５  算例……………………………………………………………………… ７４    ４． ５． １  简支轴拉梁不同索力下的频率计算……………………………… ７４  ４． ５． ２  荷麻溪特大桥边跨左侧Ｃ１２ 斜拉索的索力识别……………… ７７  ４． ６  本章小结………………………………………………………………… ８０第５ 章  程序应用与参数敏感性分析………………………………………… ８１  ５． １  概述……………………………………………………………………… ８１  ５． ２  工程背景………………………………………………………………… ８１  ５． ３  拉索换索现场测试结果………………………………………………… ８４  ５． ４  参数敏感性分析………………………………………………………… ８６    ５． ４． １  减振器影响………………………………………………………… ８６    ５． ４． ２  抗弯刚度影响……………………………………………………… ８９    ５． ４． ３  边界条件影响……………………………………………………… ９１    ５． ４． ４  斜度垂度影响……………………………………………………… ９２  ５． ５  本章小结………………………………………………………………… ９７第６ 章  结论与展望…………………………………………………………… ９９  ６． １  主要结论………………………………………………………………… ９９  ６． ２  研究展望……………………………………………………………… １０１参考文献………………………………………………………………………… １０２