運營橋梁在振動監(jiān)測儀中的應用
時間:2021-07-02 10:08來源:未知 作者:Hong Kong
在自由車輛及環(huán)境荷載激勵下橋梁加速度響應數(shù)據(jù)的頻譜特征在有車上橋時段和無車上橋時段呈現(xiàn)出了明顯的差異。圖3-4為有車上橋時橋梁加速度響應的時程及頻譜,2-4Hz 的振動能量占有了絕對的優(yōu)勢,橋梁低頻振動成分幾乎被此車輛激振的響應淹沒,低頻振動頻點的頻譜峰值不明顯,且在非結(jié)構(gòu)頻點處存在峰值;圖3-5為無車上橋時橋梁加速度響應的時程及頻譜,2-4Hz 的振動能量大大降低,1Hz 以下的低頻振動能量占有優(yōu)勢,其頻譜峰值明顯。
結(jié)論:
1)車輛為橋梁附加質(zhì)量,從而導致固有頻點的頻譜峰值發(fā)生偏移。
2) 由車輛激勵導致的橋梁受迫振動由于能量太大,加之現(xiàn)有采集精度及
采樣頻率有限,將會對橋梁很小的低頻振動產(chǎn)生較大影響,表現(xiàn)為低頻振動的
頻率點處頻譜峰值發(fā)生偏移。
3) 不同車輛上橋時橋梁頻譜特征也有很大差異,固有頻點位置不穩(wěn)定。
4) 利用包含大量有車時段的數(shù)據(jù)進行模態(tài)識別其可信度和精度必然降低。
綜上所述,既然消除車輛激勵對模態(tài)識別可靠度和精度的影響比較困難,本章提出回避有車上橋時段,只利用無車上橋時段的數(shù)據(jù)進行識別。但是對于運營橋梁而言,無車上橋區(qū)段的時間很短,且隨機出現(xiàn),為了綜合利用眾多很短的無車時段的數(shù)據(jù)來提***模態(tài)參數(shù)識別精度,我們***先要利用小波分析技術(shù)進行單模態(tài)提取。
對濱州黃河公路大橋、哈爾濱四方臺大橋以及東營黃河公路大橋的實測加速度數(shù)據(jù)進行頻譜分析,結(jié)果表明這些橋梁的大部分低階模態(tài)不密集,各階模態(tài)之間耦合程度較小,各階模態(tài)對應的頻帶峰值明顯且相互干擾較小,因此提取加速度數(shù)據(jù)中各階單一模態(tài)對應的頻帶進行頻率和振型識別是可行的,精度完全滿足工程要求。傳統(tǒng)的基于 FFT 的頻帶提取技術(shù)適用于頻譜特征在整個時域內(nèi)相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù),而由上節(jié)的分析可知橋梁加速度數(shù)據(jù)頻譜特征在時域內(nèi)是不穩(wěn)定的,另外大型橋梁的加速度數(shù)據(jù)在時域上有一些不穩(wěn)定區(qū)段,處理這樣的數(shù)據(jù),F(xiàn)FT 具有先天的不足,而具有時頻分析能力的小波分析技術(shù)卻具有先天的優(yōu)勢。基于小波分析的頻帶提取技術(shù)不但能很好的提取數(shù)據(jù)中的給定頻帶成分,而且可以很好地保留此頻帶成分對應的時域特征。