基于样条函数的在线时域实验模态分析.pdf

收稿日期“ “ 基金项目国家自然科学基金资助项目 8 7 A B C2 D 8 8 EFG H 2 3 提出随机减量方 法从脉动数据得出自由衰减数据.然后用M G N时 域方法进行模态识别/ M G N方法的主要优点在于简单 高效.适合于多自由度且模态耦合比较严重的系 统/但由于传统大型结构测量方法都是基于加速度 计的.无法获得位移初始值.用改进的M G N方法T 0 U 进行模态识别.所得精度不高/近年来Q R I技术的 发展.为获得结构的位移时程曲线提供了依据.广 州虎门大桥就利用这项先进技术实现了位移实时 监测T 为了验证三次样条插值函数由位移响应通过 公式 “ 和 得出速度和加速度响应的精度先通 过一个采样频率为“ 的正弦曲线利用前面介 绍的三次样条插值函数得出它的速度和加速度曲 线并同理论值进行了比较结果表明A对于采样周 期为 ’B的数据来说其速度和加速度的精度 可分别达到“ C0 -’7D B和 “ C0 -7D B“ 图0是 由样条函数得到的速度和加速度曲线 图0速度和加速度曲线 E F G 0 H I JK J L M N F O P8 Q R8 N N J L J S 8 O F M QN T S K J U 实地测试 U V 虎门大桥简介 投资近 亿元人民币的国家重点工程WW虎 门大桥位于广州市东南约1 “X 7的珠江入海口 附近是广深珠高速公路网的主要组成部分亦是 联结珠江两岸沟通深圳Y珠海两个经济特区Y港澳 及广东沿海地区的重要交通枢纽大桥主航道为现 代 化 单 跨 双 铰 悬 索 桥跨 径 “7Z[ [ [7Z 1 [ ’7索塔高度0 1 \ ’ ’7基顶面以上 桥面 净宽 7 ]车道设计荷载为汽车超“ 级无行 人荷载该桥于0 “年0 月正式开工 0 \年1 月底建成通车 利用已安装在虎门大桥的 _ ‘ a位移测试系 统对大桥的\个采样点以0 的采样率采样 测点布置见图“ \个采样点共“ 0组数据每个测 点有横向Y竖向和纵向组数据同步由光纤通信 系统送到监测中心经过数据预处理后得到大桥的 横向Y竖向和纵向位移时程图由对称测点的数据 可以得到大桥扭转数据 图“测点布置图 E F G “ H I Jb L 8 Q c M S 7 M c O I JF Q B b J N O B O 8 O F M Q B U U 虎门大桥振动反应 利用上述测试系统对大桥进行实时监测得到 大桥的横向Y竖向和扭转时程曲线图是大桥的 中跨和0 D 1跨的“ 7F Q的横向Y竖向和扭转时程 曲线 图虎门大桥中跨和0 D 1跨的时程曲线 E F G H I JO F 7Jb L M O B M c T 7J Qd S F R G J8 O O I Je T 8 S O J S 8 Q RO I JI 8 L c B b 8 Q 从图可以看出A竖向反应的0 D 1跨比中跨的 要大而横向反应和扭转变化的0 D 1跨比中跨要小 的多这同虎门大桥的风洞实验结果一致 A B 系统的模态频率C 及阻尼比D分别为 CE D E 2 G2 B C C 9 B B A E 5 C 9 B 4Q K C G2A 9 G BG9 A E1 3 C 9 BC 2 4 C C 2 5 6 B R 2 6 9 5 T B A7 3 C 9 BU 9 B 4 2 6 9 5 T B A 7 3 C 9 B U E B 2. 3 G2 C 2 3 4D 9 3 G E 9 B ]4 C 3 5 C 9 3 C B C C 94 C A FC 6 2 B C O J B A 4 2 4 G C 5 B A3 2 E C G2 G9 B C 9 3 B ]9 D C 6 24 C 3 5 C 9 B 4 2 F 9 B 4 2 K43 2 4 E C C 6 2 A 4 A 1 B C ] 25 3 G2 C 2 3 4 J 4 9 1 2 3 5 G2 , 6 2 G9 A E B E F 4 4 3 2 4 E C 4 9 D 3 A ] 2 D 3 9 G C 6 4G2 C 6 9 A B A. . , 4 6 9 J C 6 CC 6 4G2 C 6 9 A 45 E 9 4 2 3C 9. X 8 B A5 B 2 4 2 AC 94 C 3 5 C E B 2D B 5 C 9 B q9 B O E B 2G9 B C 9 3 B ] PLP 第\期徐良等/基于样条函数的在线时域实验模态分析 万方数据