
振動加速度法是利用索的力學(xué)參數(shù)建立索的結(jié)構(gòu)模型,對模型進(jìn)行模態(tài)分析,可得到索力與頻率的關(guān)系,下圖表示鋼纜索及其坐標(biāo)系,現(xiàn)假定:(1)垂跨比 δ=d/l 很小(δ<<1);(2)拉索只在 xoy 平面內(nèi)振動,其在x方向的運(yùn)動很小,可忽略不計,另設(shè)在y方向的撓度為 u(x,t);(3)當(dāng)垂跨比 δ=d/l 小于 1/6 時,用拋物線代替懸鏈線具有足夠的精度,于是拉索的形狀可用拋物線來表示。
該方法為間接測量法,傳感器使用壽命長,利用現(xiàn)有的儀器及分析手段,測定頻率精度可達(dá)到 0.005Hz。索力和頻率的關(guān)系式(2)或式(3)是要受鋼纜索的垂度、斜度和邊界條件影響,索的邊界條件實(shí)際上是介于鉸支和固支之間,較為接近固支的情況。一般,在不考慮垂度和斜度影響時,當(dāng)抗彎剛度為零,兩種邊界條件下索力的計算結(jié)果是一致的。
考慮垂度、斜度和抗彎剛度影響時,兩種邊界條件下索力的計算結(jié)果將有所不同。分析表明,若索長大于 40m,兩種邊界條件下計算的索力一般將超過 5%,同時,利用頻譜圖自動求解第 n 階自振頻率或相鄰兩階的頻率差 f 也是很困難的,有時安裝處根本就沒有第 n 階自振頻率出現(xiàn),這對后面的信號分析處理帶來麻煩。所以頻率法測定索力,得出的結(jié)果與拾振器的安裝位置,鋼索是否起振,被測鋼索的跨度、垂度、斜度及邊界條件等多種因素有關(guān),模型的建立和求解很復(fù)雜。