[0058] 型号34的拉索极限索力为1^111=1041.61^，设计工作索力取极限值的10%~ 30%。则工作索力范围大致为[100,300]kN。
[0059] 2.在施工调索过程标定多组拉索索力凡与及其对应的m阶振动频率[fn-f im]数 据，使得记录索力值在设计索力范围[100, 300]kN内，数据最少为2组；
[0060] 3.如图2所示，通过拉索振动自功率谱频谱图，可以识别出拉索多阶自振频率。
[0061] 在试验中测试2组索力值〇\，T2)及其对应的5阶频率。
[0062] 表1标定索力T与振动频率fk
[0063]
[0064] 4.由表1可以看出，各阶频率之间并不完全满足倍频关系，定义频比偏移系数
[0066] 表1中频率fk数据变换为X k如表2 :
[0067] 表2标定索力T与频比偏移系数入k [0068]
[0069] 5.标定数据的频比偏移系数均值.I关于k线性回归
[0070] \=ak+b [0071] 由表2数据得到，
[0072] 1 =0.0402A: + 0.7135 h
[0073] 频比偏移系数回归值&
[0074] 表3标定索力T与频比偏移系数回归值I
[0075]
[0076] 6.计算名义一阶频率Z及其平方#。名义一阶频率定义为
[0078] 表4标定索力T名义一阶频率义
[0079]
[0080] 表5标定索力T名义一阶频率力
[0081]
[0082] 7.根据调索测试数据拟合线性回归模型的系数A，B，线性回归表达式为
[0083] T=Af；+B
[0084] 计算索力凡与的线性相关系数P。
[0086]代入表5的数据，例如凡=[l80. 70 280. 10]，乃取均值穴=[34.48 47 89]，得
[0087] p= 1. 0>0. 95
[0088] 8?计算系数A，B。
[0089] 标定次数为2次时（即i = 1，2)，可以采用以下简化公式直接计算A，B，
[0091] B二
[0092] 得，A = 7.41，B =-74.9
[0093] 由表5得到的线性回归模型为：
[0094] r=7,41/12-74.9
[0095] 9.在桥梁运营阶段测试拉索振动频率fm;
[0096] 试验中，为了模拟桥梁运营阶段的索力测试，采用双盲测试，测定一组索力（T3, T4) 与频率，如表6。索力作为未知量，通过本方法测量。
[0097] 表6待测索力T与振动频率fk [0098]
[0099] 10?计算测定频率的名义一阶频率/卜及其#;
[0100] 由表3标定索力确定的频比偏移系数回归值I，计算名义一阶频率i及其#
[0101] 表8待测索力T名义一阶频率i
[0102]
[0103] 表9待测索力T名义一阶频率/f
[0104]
[0105] 11.将振动频率代入线性回归模型，得到频率估计值：
[0106] f= 7A\f；-74.9
[0107] 得到估计值，T3= 230. 53kN, T 4= 326. 26kN。
[0108] 12?盲测对照
[0109] 对照T3, T4的实际值与测量值，如表10。
[0110] 表1〇索力识别值与真实值对比
[0111]
[0112] 原公式计算对比
[0113] 代入（1)式的索力计算结果为：
[0114] 表11索力识别值与真实值对比
[0115]
[0116] 由此可以看出，经典公式（1)计算的索力识别值与真实值偏差很大，不能用于实 际索力测量。
[0117] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于频比偏移系数的改进线性模型振动法索力测量方法，其特征在于，所述方 法的实现过程为： 在桥梁调索施工中记录待测拉索的2级或W上的张拉力，并测试所述待测拉索的相应 受力水平下振动频率；通过频比偏移系数确定的频率分布特征，导出名义一阶频率，识别索 力关于名义一阶频率的改进线性模型；在运营阶段测试待测拉索的振动频率，利用所述改 进线性模型识别待测拉索的索力； 具体实现过程为： 步骤一、根据设计资料，确定待测拉索的设计索力的范围为[Tmh，TmJ; 步骤二、在调索施工过程中，在[Tmh，TmJ范围内施加不同的张拉力下，分别标定待测 拉索的索力Ti，通过拉索振动自功率谱频谱图识别出拉索m阶自振频率数据fj，标 定次数为2次或W上；下角标i用于区分不同的张拉力； 步骤=、计算标定索力水平下的各高阶频率对应的频比偏移系数fk表示第k阶振动频率；带下角标i表示测量数据，没带下角标i表示通式； 步骤四、标定数据的频比偏移系数均值4:关于k的线性回归得到频比偏移系数回归值4;a、b均为线性回归系数； 步骤五、计算名义一阶频率/i步骤六、建立索力T关于名义一阶频率平方的线性模型A、B为线性模型的系数； 计算索力T占的线性相关系数P;式中，Cov(?)为统计学中的协方差函数，将向量Ti与/fil做为随机变量，计算其协方 差；〇(?)为统计学中的方差函数，计算Ti与/；；的方差； 步骤走、计算系数A，B; 若线性相关系数P〉〇. 95则说明Ti与存在显著线性关系，线性模型r=yl/f+公成 立，通过最小二乘法乘拟合确定系数A,B，式中，E( ?)为统计学中的期望函数； 步骤八、在桥梁运营阶段测试拉索振动频率…fm，计算测定频率的名义一阶频率/l及其/;^由标定索力确定的频比偏移系数回归值4，计算名义一阶频率_/1，将振动频率代 入线性回归模型:T=^/f+公，得到索力估计值；戸=4巧+公D2.根据权利要求1所述的一种基于频比偏移系数的改进线性模型振动法索力测量方 法，其特征在于， 当标定次数为2次时，i= 1，2,采用W下简化公式直接计算A,B，
【专利摘要】基于频比偏移系数的改进线性模型振动法索力测量方法，属于结构工程技术领域。本发明充分考虑各阶频率之间的联系构建线性回归模型，实现精度较高的索力估计值测量。引入频比偏移系数，根据频比偏移系数对索力水平不敏感的性质，建立频比偏移系数关于频率阶数的线性回归关系。用回归后的频比偏移系数，将高阶频率转化为名义一阶频率。建立索力与名义一阶频率的线性回归模型，实现参数识别。由识别系数后的线性模型和各阶固有振动频率即可实现拉索索力识别。提出了频比偏移系数，反映了拉索物理模型的固有性质，综合各阶频率信息可以得到精度较高的索力测量值。基于本方法的索力识别，在不同的索力水平下预测精度不变，降低了索力测试中的不确定性。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN104933254
【申请号】CN201510358031
【发明人】陈少峰, 杨大伟, 李大军, 马骋, 支超
【申请人】哈尔滨大金工程试验检测有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月25日