曹志伟

(合肥工业大学 土木水利工程学院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

索体系支承桥梁中缆索或者吊杆是其关键的传力或承力构件。如斜拉桥通过斜拉索将主要荷载传递至主塔。所以对于斜拉桥这种索体系支承桥梁来说，索力的准确识别和评估对于大跨度的斜拉桥的运营状况的评定和健康的维护都有着至关重要的意义[1]。目前，针对施工和运营等不同阶段及不同环境有不同的索力识别方法。常用的索力识别方法按识别过程通常可分为：直接法(包括压力传感器法和压力表法)和间接法(包括磁通量法和频率法[2])。

其中频率法具有简易便捷、无损性监测等优点，越来越受到人们的关注。频率法通过获取并分析索的振动加速度信号从而得到索的固有频率，通过数值计算和经验拟合等方法构建索力和固有频率之间的换算关系，从而通过对索的固有频率的识别实现对索力的识别。因此基于频率法的索力识别需要解决两个核心问题，第一个是建立拉索索力与其固有频率之间的对应关系；第二个问题是如何通过振动信号，准确地对索的固有频率进行识别。

Irvine等[3]在1974年通过对索振动的动力特性进行研究，首次通过将索的长度、抗弯刚度和索力大小进行综合分析，并引入参数ξ反映这三个因素的影响。1980年，日本Shinke等[4]考虑了索的抗弯刚度影响，以两端固结边界条件的轴向受拉索为模型进行研究，通过建立边界条件为两端固结的索的横向振动微分方程并进行求解，推导出了拉索所受拉力与索固有频率的隐式解，并通过数值计算和曲线拟合，推导出了两端固结边界条件下的索力计算实用公式。……