懸索橋相似模型的模態(tài)試驗

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內容簡介

　　一、前言　　試驗模態(tài)技術發(fā)展已將近20年，工程應用亦十分普遍。一般橋梁結構模型的模態(tài)試驗，和大多數(shù)結構模型一樣，因都是在線性小振幅范圍內進行，且頻率范圍適中，所以都比較容易做。但特大跨徑懸索橋相似模型的模態(tài)試驗卻不是這樣?！　∪缛珮蝻L洞模型，因要求與原型相似，模型本身就是一座既柔又輕的結構物。加上實際模型設計過程中，原橋結構的剛度相似往往以脊骨形式滿足，質量分布相似則以加集中質量滿足，而加勁梁斯塔等又都要求氣動外型相似，故整個結構質地輕柔。懸索橋相似模型的這些特點，使傳統(tǒng)的模態(tài)試驗方法產生如下幾個問題：　　1．激勵錘作用在輕柔的模型上，出力大小不易掌握。太重，模型不能承受：輕了，能量不夠，遠離激勵點的測點的傳遞函數(shù)（由于信躁比低）質量會很差?！　?．用隨機信號發(fā)生器驅動連接在模型上的電磁激振器，因為激勵模型的力是有一定周期的隨機躁聲且大小是可調的，所以能激發(fā)出模型比較理想的多階模態(tài)。但這里：①激振器與模型的連接桿對模型有一個附加質量，當模型本身的質量貢獻不能忽略這個附加質量的影響時，就不能用這種方法。②懸索橋橋塔和加勁梁（包括主纜）的低階振動模態(tài)是分開的，在橋塔上安裝激振器，基本不能激勵出加勁梁的模態(tài)。　　3．模擬實橋環(huán)境隨機振動方法，對模型進行隨機激勵，以能使全模型保持隨機振動狀態(tài)，測定模型各測點的響應，用這些響應的線性譜和（響應對響應的）傳遞函數(shù)確定模態(tài)參數(shù)。實測表明，由此得到的傳遞函數(shù)質量比較差也難以滿足要求?！　♂槍ι鲜鰡栴}，筆者憑籍對模態(tài)試驗技術原理的深刻理解以及在各種結構模態(tài)試驗方面豐富的實踐經驗，采用一種"準周期脈沖激”（介于上述1，2之間）的方法，使特大跨徑懸索橋相似模型的模態(tài)試驗這個難題得到了解決。　　

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