下承式鋼管混凝土桁架拱橋運行模態(tài)辨識研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,橋梁的作用日益重要。它是經(jīng)濟快速發(fā)展的保障,是交通運輸?shù)难屎?是國防安全的重中之重。因而,橋梁的安全性、耐久性已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點。通過一些檢測手段及時掌握橋梁的健康狀況,避免一些重大安全事故,是十分必要的。對橋梁的模態(tài)參數(shù)識別可以有效的了解橋梁的健康狀況。模態(tài)參數(shù)識別一般包括傳統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識別和運行模態(tài)參數(shù)識別。由于傳統(tǒng)的識別方法存在諸多缺點,所以基于運行模態(tài)參數(shù)識別被廣泛運用。運行模態(tài)參數(shù)識別是在結(jié)構(gòu)實際運行狀

2、態(tài)下進行的模態(tài)識別,它具有更高的識別精度,更符合結(jié)構(gòu)的實際狀況。由于運行模態(tài)參數(shù)識別的影響因素較多,理論較復(fù)雜,所以本文基于一座下承式鋼管混凝土桁架拱橋研究運行模態(tài)參數(shù)識別方法,為橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)建立打下一定的基礎(chǔ)。下面為本文所做的工作及成果:
　　 (1)簡要介紹了國內(nèi)外橋梁出現(xiàn)的安全事故以及存在的安全隱患,闡述了橋梁健康監(jiān)測的重要意義,并介紹了目前國內(nèi)外關(guān)于橋梁健康監(jiān)測的發(fā)展現(xiàn)狀。通過結(jié)構(gòu)振動理論,簡要的介紹了模態(tài)分析的相關(guān)

3、知識。最后著重論述了模態(tài)參數(shù)識別的研究現(xiàn)狀、已有的成果以及存在的問題。
　　 (2)由于信號處理在模態(tài)分析中具有重要作用,因此介紹了信號處理的一些相關(guān)知識,包括信號類型、傅里葉分析和時頻分析。然后從理論、優(yōu)點和缺點以及識別框架圖上介紹了頻域內(nèi)的峰值拾取法(PP)、頻域分解法(FDD)、導(dǎo)納圓辨識法以及時域內(nèi)的最小二乘復(fù)指數(shù)法(LSCE)、時間序列法、隨機減量法、NExT法、隨機子空間法等模態(tài)參數(shù)識別方法。
　　 (3)通

4、過模態(tài)分析的基本理論,系統(tǒng)的介紹了結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的相關(guān)表達式和基本識別過程。重點討論了基于運行模態(tài)下結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別的正交多項式曲線擬合法。通過對該方法的理論分析和公式推導(dǎo),詳細說明了該種方法的優(yōu)點和不足。
　　 (4)在運行模態(tài)下,以車輛對橋梁的沖擊荷載為激振源,采用移動測點法采集動態(tài)加速度數(shù)據(jù)并結(jié)合正交多項式曲線擬合法,對某下承式鋼管混凝土桁架拱橋進行了模態(tài)試驗。最后識別出該橋梁的振型、頻率和阻尼比。通過對比122m橋跨和62