基于雷达振动测试技术的时变索力识别方法研究

根据振动频率法索力测试原理,提出了基于连续复小波变换的分时段等值线法进行时变索力识别。将拉索的振动信号划分为多个较小的分析时段,对每个分析时段信号进行连续复Morlet小波变换得到小波系数,采用改进后的小波阈值去噪函数对小波系数进行降噪处理。通过等值线法在等幅值面上提取小波脊带,利用最邻近法对等值线进行拟合插值。然后把插值在频域进行均值化处理,识别出拉索的瞬时频率,进而计算出时变索力。以微波雷达为测试手段,设计了时变索力识别试验,试验结果表明:该方法能够提取到振动信号连续的瞬时频率,无论是索力呈线性变化还是正弦变化,均能准确的识别出索力变化规律,索力识别结果和实际索力误差最大仅为3.8%,且在信噪比较低的情况下仍表现出了较好的适用性。实桥应用结果表明,雷达测试手段结合时变索力识别方法,可以便捷、有效的获取拉索的索力时程。

平行钢丝束斜拉索的微动磨损分析

为了准确评估桥梁平行钢丝束斜拉索的耐久性,针对其在服役期间的微动磨损问题开展了研究。首先,根据平行钢丝索的索体结构分别计算了由扭绞角和护套紧箍效应造成的不同位置钢丝间的挤压力。其次,建立了平行钢丝间的接触力学模型,根据微动振幅和振动频率,提出了平行钢丝微动磨损深度的计算方法。最后,计算了某斜拉桥服役20 a的平行钢丝索的磨损深度,并与实测结果进行了对比分析。结果表明:接触力学模型能够较为准确地计算平行钢丝索不同位置钢丝在服役期的磨损深度;在拉索的长度方向,靠近端部钢丝的磨损程度要大于中部钢丝,从拉索的截面分布来看,外层钢丝磨损程度较轻,靠近圆心位置的钢丝磨损较为严重,理论计算结果与实桥旧索的检测结果基本相符;钢丝磨损深度的发展随时间的增加呈先快后慢的幂函数规律,磨损速率随着钢丝间的接触力、拉索的振动频率、振幅的增大而加快;算例中的钢丝镀锌层将在4.5~9 a内磨耗殆尽,远低于由环境腐蚀造成的镀锌层失效时间;微动磨损将使镀锌层过早失效,缩短了疲劳裂纹的萌生时间,如果不考虑平行钢丝间的微动磨损将使拉索寿命评估偏于不安全。