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桥面不平整下连续梁桥频率的间接识别

杨晓天  
【摘要】:桥梁动载测量已是桥梁检测中重要的组成部分,其中测量出的桥梁频率是最能直观表示桥梁刚度的参数,通过对比前后桥梁频率的变化,可以对桥梁的刚度、承载力等做出合理的判断。使用桥梁自身的振动信息来测量桥梁频率,称为直接测量法;利用安装在车辆上的传感器收集车辆过桥时的振动信息,通过车辆的振动信息去测量桥梁的频率,称为间接测量法,该方法具有快捷、方便、经济等优势。本文对使用车辆振动响应来测量桥梁频率的桥梁间接测量法展开研究,主要研究内容包括:1.基于车桥耦合振动过程,介绍了车辆和桥梁振动解析解的推导过程,建立车辆振动响应与桥梁频率信息之间的联系。利用ANSYS软件对车桥耦合振动进行模拟,编写单轴四分之一车辆与简支梁桥模型的APDL命令流,并与参考文献进行对比,结果表明,在桥面平整与粗糙的情况下,本文有限元计算结果与参考文献计算结果吻合良好。2.基于APDL命令流,使用两辆相同的双轴半车模型,分别驶过桥面平整的连续梁桥和桥面粗糙的连续梁桥。桥面平整下,直接使用前车车体加速度曲线做频谱分析,使用加速度频谱图的峰值点来识别桥梁频率;对桥面增加不同等级的桥面不平整度,将桥梁同一位置的两车加速度相减,对得到的加速度差值曲线去做频谱分析,使用加速度差值频谱图的峰值点来识别桥梁频率。结果表明,在桥面平整和粗糙下都可以准确的识别出桥梁频率,使用两车加速度相减的方法可以有效的消除不平整度对识别结果的影响。3.从数值模拟上研究了测量车车速、车重、车流和环境噪声等四种参数对桥面不平整连续梁桥频率识别的影响。结果表明,较低车速可以提高识别结果的精度;车重对于识别结果影响较小;车流对于识别结果无明显影响;环境噪声对识别结果造成巨大影响,且无法忽略。


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