2011年公路监理考试辅导：悬索桥相似模型试验技术

2011年公路监理考试辅导：悬索桥相似模型试验技术 来源：考试大【分享考试大 共建考试大】2011年2月18日
一、前言
如全桥风洞模型，因要求与原型相似，模型本身就是一座既柔又轻的结构物。加上实际模型设计过程中，原桥结构的刚度相似往往以脊骨形式满足，质量分布相似则以加集中质量满足，而加劲梁斯塔等又都要求气动外型相似，故整个结构质地轻柔、quot；松散。悬索桥相似模型的这些特点，使传统的模态试验方法产生如下几个问题：
2、用随机信号发生器驱动连接在模型上的电磁激振器，因为激励模型的力是有一定周期的随机躁声且大小是可调的，所以能激发出模型比较理想的多阶模态。但这里：①激振器与模型的连接杆对模型有一个附加质量，当模型本身的质量贡献不能忽略这个附加质量的影响时，就不能用这种方法。②悬索桥桥塔和加劲梁（包括主缆）的低阶振动模态是分开的，在桥塔上安装激振器，基本不能激励出加劲梁的模态。
针对上述问题，笔者凭籍对模态试验技术原理的深刻理解以及在各种结构模态试验方面丰富的实践经验，采用一种准周期脉冲激的方法，使特大跨径悬索桥相似模型的模态试验这个难题得到了解决。
结构模型可离散为某种具有N个自由度的线弹性系数，其运动微分方程为：
｛X（w）｝＝[H（w）]{F（w）}
式中，φliφpi为l，p点的振型元素，从而对结构上一（或多）点激励，多（或一）点拾振，即可得到传递函数矩阵的某一列（或行），进而计算出模态参数。
三、模态试验分析方法
下面通过某长江公路大桥的例子介绍具体做法：
把模型纵向分成10个断面，每个断面加劲梁和缆索上各两个测点，所有测点都是二维的，整个模型试验共60个测点。
实测、分析过程中，主要把握以下几点：
（2）多点拾振。同时测量几个测点的二维振动，一方面节省试验时间，另一方面尽可能减少对（纤弱的）模型的敲击次数。
①采用30～50Hz的采样频率，至少采满51200个数据点；
③采取分段平均。以上措施可以保证传递函数在10Hz以前的质量。
做大跨度悬索桥相似（如风洞）模型的模态试验比较难做，本文介绍的方法解决了这一难题，实际模态试验得到了理想的数据结果。其关键在于：
（2）对模态试验分析技术的熟练掌握，包括合适的激励点和激励角度、单点激励和多点二维拾振等测振技巧。

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