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下承式钢管混凝土桁架拱桥运行模态辨识研究
| 论文题名： | 下承式钢管混凝土桁架拱桥运行模态辨识研究 |
| 关键词： | 模态参数识别;正交多项式曲线拟合法;钢管混凝土桁架拱桥;健康监测 |
| 摘要： | 随着我国经济的发展,桥梁的作用日益重要。它是经济快速发展的保障,是交通运输的咽喉,是国防安全的重中之重。因而,桥梁的安全性、耐久性已经成为人们关注的焦点。通过一些检测手段及时掌握桥梁的健康状况,避免一些重大安全事故,是十分必要的。对桥梁的模态参数识别可以有效的了解桥梁的健康状况。模态参数识别一般包括传统的模态参数识别和运行模态参数识别。由于传统的识别方法存在诸多缺点,所以基于运行模态参数识别被广泛运用。运行模态参数识别是在结构实际运行状态下进行的模态识别,它具有更高的识别精度,更符合结构的实际状况。由于运行模态参数识别的影响因素较多,理论较复杂,所以本文基于一座下承式钢管混凝土桁架拱桥研究运行模态参数识别方法,为桥梁健康监测系统建立打下一定的基础。下面为本文所做的工作及成果: (1)简要介绍了国内外桥梁出现的安全事故以及存在的安全隐患,阐述了桥梁健康监测的重要意义,并介绍了目前国内外关于桥梁健康监测的发展现状。通过结构振动理论,简要的介绍了模态分析的相关知识。最后着重论述了模态参数识别的研究现状、已有的成果以及存在的问题。 (2)由于信号处理在模态分析中具有重要作用,因此介绍了信号处理的一些相关知识,包括信号类型、傅里叶分析和时频分析。然后从理论、优点和缺点以及识别框架图上介绍了频域内的峰值拾取法(PP)、频域分解法(FDD)、导纳圆辨识法以及时域内的最小二乘复指数法(LSCE)、时间序列法、随机减量法、NExT法、随机子空间法等模态参数识别方法。 (3)通过模态分析的基本理论,系统的介绍了结构模态参数的相关表达式和基本识别过程。重点讨论了基于运行模态下结构模态参数识别的正交多项式曲线拟合法。通过对该方法的理论分析和公式推导,详细说明了该种方法的优点和不足。 (4)在运行模态下,以车辆对桥梁的冲击荷载为激振源,采用移动测点法采集动态加速度数据并结合正交多项式曲线拟合法,对某下承式钢管混凝土桁架拱桥进行了模态试验。最后识别出该桥梁的振型、频率和阻尼比。通过对比122m桥跨和62m桥跨试验数据,分析其误差产生的原因。 |
| 作者： | 杨磊 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张欣;张广海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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