下承式鋼管混凝土桁架拱橋運(yùn)行模態(tài)辨識(shí)研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,橋梁的作用日益重要。它是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的保障,是交通運(yùn)輸?shù)难屎?是國(guó)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(diǎn)。通過(guò)一些檢測(cè)手段及時(shí)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(duì)橋梁的模態(tài)參數(shù)識(shí)別可以有效的了解橋梁的健康狀況。模態(tài)參數(shù)識(shí)別一般包括傳統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別和運(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別。由于傳統(tǒng)的識(shí)別方法存在諸多缺點(diǎn),所以基于運(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別被廣泛運(yùn)用。運(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別是在結(jié)構(gòu)實(shí)際運(yùn)行狀

2、態(tài)下進(jìn)行的模態(tài)識(shí)別,它具有更高的識(shí)別精度,更符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況。由于運(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)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(yùn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法,為橋梁健康監(jiān)測(cè)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(jiǎn)要介紹了國(guó)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(cè)的重要意義,并介紹了目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于橋梁健康監(jiān)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀。通過(guò)結(jié)構(gòu)振動(dòng)理論,簡(jiǎn)要的介紹了模態(tài)分析的相關(guān)

3、知識(shí)。最后著重論述了模態(tài)參數(shù)識(shí)別的研究現(xiàn)狀、已有的成果以及存在的問(wèn)題。
　　 (2)由于信號(hào)處理在模態(tài)分析中具有重要作用,因此介紹了信號(hào)處理的一些相關(guān)知識(shí),包括信號(hào)類型、傅里葉分析和時(shí)頻分析。然后從理論、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)以及識(shí)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(shí)法以及時(shí)域內(nèi)的最小二乘復(fù)指數(shù)法(LSCE)、時(shí)間序列法、隨機(jī)減量法、NExT法、隨機(jī)子空間法等模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法。
　　 (3)通

4、過(guò)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(dá)式和基本識(shí)別過(guò)程。重點(diǎn)討論了基于運(yùn)行模態(tài)下結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別的正交多項(xiàng)式曲線擬合法。通過(guò)對(duì)該方法的理論分析和公式推導(dǎo),詳細(xì)說(shuō)明了該種方法的優(yōu)點(diǎn)和不足。
　　 (4)在運(yùn)行模態(tài)下,以車輛對(duì)橋梁的沖擊荷載為激振源,采用移動(dòng)測(cè)點(diǎn)法采集動(dòng)態(tài)加速度數(shù)據(jù)并結(jié)合正交多項(xiàng)式曲線擬合法,對(duì)某下承式鋼管混凝土桁架拱橋進(jìn)行了模態(tài)試驗(yàn)。最后識(shí)別出該橋梁的振型、頻率和阻尼比。通過(guò)對(duì)比122m橋跨和62