論文の概要: Frequency-based tension assessment of an inclined cable with complex
boundary conditions using the PSO algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.05020v1
- Date: Wed, 11 Aug 2021 04:07:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-08-12 13:34:45.379382
- Title: Frequency-based tension assessment of an inclined cable with complex
boundary conditions using the PSO algorithm
- Title（参考訳）: PSOアルゴリズムを用いた複雑な境界条件を有する傾斜ケーブルの周波数ベース張力評価
- Authors: Wen-ming Zhang, Zhi-wei Wang, Dan-dian Feng, Zhao Liu
- Abstract要約: 本研究の目的は,ケーブルの両端の複雑な境界条件を考慮した周波数に基づくケーブル張力同定手法を提案することである。
提案手法は,中国における吊り橋(神東橋)のアンカースパンの張力同定に応用された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.674726559114232
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The frequency-based method is the most commonly used method for measuring
cable tension. However, the calculation formulas for the conventional
frequency-based method are generally based on the ideally hinged or fixed
boundary conditions without a comprehensive consideration of the inclination
angle, sag-extensibility, and flexural stiffness of cables, leading to a
significant error in cable tension identification. This study aimed to propose
a frequency-based method of cable tension identification considering the
complex boundary conditions at the two ends of cables using the particle swarm
optimization (PSO) algorithm. First, the refined stay cable model was
established considering the inclination angle, flexural stiffness, and
sag-extensibility, as well as the rotational constraint stiffness and lateral
support stiffness for the unknown boundaries of cables. The vibration mode
equation of the stay cable model was discretized and solved using the finite
difference method. Then, a multiparameter identification method based on the
PSO algorithm was proposed. This method was able to identify the tension,
flexural stiffness, axial stiffness, boundary rotational constraint stiffness,
and boundary lateral support stiffness according to the measured multiorder
frequencies in a synchronous manner. The feasibility and accuracy of this
method were validated through numerical cases. Finally, the proposed approach
was applied to the tension identification of the anchor span strands of a
suspension bridge (Jindong Bridge) in China. The results of cable tension
identification using the proposed method and the existing methods discussed in
previous studies were compared with the on-site pressure ring measurement
results. The comparison showed that the proposed approach had a high accuracy
in cable tension identification.
- Abstract（参考訳）: 周波数ベース法は、ケーブル張力を測定する最も一般的な方法である。
しかし, 従来の周波数ベース法の計算式は, ケーブルの傾斜角, sag拡張性, 曲げ剛性を包括的に考慮することなく, 理想的なヒンジあるいは固定境界条件に基づいており, ケーブル張力同定に重大な誤差が生じた。
本研究の目的は、粒子群最適化(PSO)アルゴリズムを用いて、ケーブルの両端の複雑な境界条件を考慮した周波数に基づくケーブル張力同定手法を提案することである。
まず, 傾斜角, 曲げ剛性, サグ伸張性, および未知のケーブル境界に対する回転拘束剛性および横支持剛性を考慮した改良型ステートケーブルモデルを構築した。
静止ケーブルモデルの振動モード方程式を離散化し, 有限差分法を用いて解いた。
そこで,PSOアルゴリズムに基づくマルチパラメータ同定手法を提案する。
本手法により, 測定した多次周波数による張力, 曲げ剛性, 軸方向剛性, 境界回転拘束剛性, 境界横支持剛性を同期的に同定することができた。
本手法の有効性と精度を数値解析により検証した。
最後に,中国における吊り橋(神東橋)のアンカースパンストランドの張力同定に提案手法を適用した。
提案手法を用いたケーブル張力同定の結果と, 先行研究で検討した既存手法と, 現場圧力リング測定結果との比較を行った。
比較の結果,提案手法はケーブル張力同定において高い精度を示した。
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