振動(dòng)加速度法是利用索的力學(xué)參數建立索的結構模型,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系,現假定:(1)垂跨比 δ=d/l 很?。é?lt;<1);(2)拉索只在 xoy 平面內振動(dòng),其在x方向的運動(dòng)很小,可忽略不計,另設在y方向的撓度為 u(x,t);(3)當垂跨比 δ=d/l 小于 1/6 時(shí),用拋物線(xiàn)代替懸鏈線(xiàn)具有足夠的精度,于是拉索的形狀可用拋物線(xiàn)來(lái)表示。
該方法為間接測量法,傳感器使用壽命長(cháng),利用現有的儀器及分析手段,測定頻率精度可達到 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(shí),當抗彎剛度為零,兩種邊界條件下索力的計算結果是一致的。
考慮垂度、斜度和抗彎剛度影響時(shí),兩種邊界條件下索力的計算結果將有所不同。分析表明,若索長(cháng)大于 40m,兩種邊界條件下計算的索力一般將超過(guò) 5%,同時(shí),利用頻譜圖自動(dòng)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(shí)安裝處根本就沒(méi)有第 n 階自振頻率出現,這對后面的信號分析處理帶來(lái)麻煩。所以頻率法測定索力,得出的結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雜。