主页 > 工程规划 > 正文
大跨度斜拉桥动力特性实测
2018-05-07 
   0导言

   斜拉桥因为其跨过才能大、结构新颖高效而成为现代888真人注册工程中开展最快、最具有竞争力的桥型之一【1】,特别是在跨江跨海大桥这面优势愈加巨大。跟着科技的开展,从近年来所建的斜拉桥来看,斜拉桥的制作正在向着跨度越来越大,主梁越来越轻柔方向开展。斜拉桥跨度增大,主梁轻柔导致其刚度变小,对888真人注册在车辆荷载、风荷载和地震荷载效果下动力呼应尤为灵敏,严峻的会引起888真人注册结构的损坏。因而有必要对其动力特性进行研讨,为其抗震、抗风规划供给依据和参阅,是一项很有含义的作业【2】。

   1 工程归纳

   某跨海大桥主桥为主跨780m的五跨接连半漂浮体系双塔双索面斜拉桥,其跨径安置为95+230+780+230+95=1430m。索塔选用钻石型,包含上塔柱、中塔柱、下塔柱、和下横梁,塔柱选用空心箱型断面,选用C50混凝土,塔柱顶高程230.70m。主桥斜拉桥钢箱梁含风嘴全宽38m,不含风嘴宽34.108m,中心线高度3.5m。主桥斜拉索选用1670 MPa平行钢丝斜拉索,全桥共25×4×2=200根斜拉索。

   2 测验体系简介

   为了剖析大桥的动力特性,本次实测选取了4个加速度传感器。别离丈量大桥的竖向振荡和横向振荡,加速度传感器安置在跨中截面,传感器安置方位如图1。因为此次没有安置改变加速度传感器,故改变加速度信号则由这两个竖向加速度信号的差值除以其横向距离28m。加速度传感器选用北戴河兰德科技的BC00-19超低频振荡传感器,其最低采样频率为0.1HZ;收集模块选用的是美国恩艾公司的NI-9234,其具有抗混叠滤波强、精度高级、4通道同步收集等特色。别的,选用美国NI公司的LabviewSignlaExpress信号收集体系。测验图框如图2

   

   

   图1传感器安置

   

   图2 NI动态测验体系仪器衔接

   

   3 动力特性剖析

   在此次加速度实测过程中,外在环境为:最小风速为6.1m/s,最大风速为10.8m/s,均匀风速为10.5m/s,环境温度为28.2。加速度信号的采样频率为2000Hz,收集时刻为18分钟。

   3.1 自振频率的核算

   进行频谱剖析时可选用随机子空间法(SSI)或多参阅最小二乘复频域法(Polymax)等,这儿选用随机子空间法。一般来说大跨度斜拉桥自振频率较低,经过有限元剖析可知其前12阶固有模态频率规模为0.072Hz-0.523Hz,而传感器的丈量规模为0.1Hz-100Hz,为了取得一个合理的实测成果,在此剖析自振频率时频带规模为0Hz-2Hz。经过剖析可得主梁前几阶频率别离为0.1807 Hz、0.2051 Hz、0.2393 Hz、0.3662 Hz。经过与有限元核算出的成果相比较得出与其对应的振荡类型见表1。

   3.2 阻尼比的核算

   888真人注册结构的阻尼是确认888真人注册振荡的重要参数之一,阻尼耗费能量,使振荡衰减,对888真人注册安满是有利的【3】。因为直接依据结构尺度的巨细以及所用资料的阻尼特性来核算阻尼矩阵的系数是不切实际的。因而通常用振型阻尼比的数值确认阻尼【4】。888真人注册结构的阻尼比能够依据跳车激振实验或行车实验测记的测点余振相应信号(振荡衰减曲线),也能够依据频谱剖析得出的测点自功率谱图,用半功率点带宽法按下式核算:

   

   式中, ——第i阶自振频率相应的半功率点带宽,即0.707倍功率谱峰值所对应的频率差;

    —第i阶自振频率。

   经过此办法可得此桥的前几阶模态对应的阻尼比为0.046、0.03、0.019、0.005。

   经过有限元软件剖析核算可得出其前12阶自振频率,见表1

   表1 振荡固有频率和模态阻尼比

   

   

   

   注:表中“/”表明在实测中没有辨认出的模态,有些模态频率过于挨近,或许加速度传感器过于挨近模态振型的驻点而使测验信号太弱,使得一些模态的阻尼比没有辨认出来。

   4 定论

   经过实测和有限元软件剖析发现其竖向振荡频率和横向振荡频率都较低,模态相对密布,在第2阶呈现主梁侧弯。

   经过有限元剖析和实测可知,前5阶未呈现主梁改变,主梁改变详细呈现在哪阶有待进一步研讨。

   从全体来看,有限元软件核算得出的自振频率与实测得到的自振频率这两者相差较小,都在6.5%以内。

   实测各阶模态阻尼比相差比较大,最大值呈现在主梁横弯为0.046,而最小值呈现在主梁二阶对称竖弯为0.005。

   参阅文献:

   [1]刘士林. 侯金龙.斜拉桥.北京:公民交通出版社,2002.8.

   [2]严国敏. 现代斜拉桥.成都:西南交通大学出版社,1996.7.

   [3]李国豪. 888真人注册结构安稳与振荡.北京:我国铁道出版社,1996.

   [4]谢礼立. 结构动力学.北京:高级教育出版社,2005.

   

   

   作者简介:黄正辉(1988-),硕士研讨生,研讨方向:888真人注册抗风
Copyright © 2007-2022 ftdce.com All Rights Reserved
服务热线:010-64708566 法律顾问:北京君致律师所 陈栋强
ICP运营许可证100299号 京ICP备10020099号  京公网安备 11010802020311号