基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的運(yùn)營實橋振動特性研究.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行實時自動的狀態(tài)監(jiān)測，為評價運(yùn)營橋梁的承載能力、使用功能和安全可靠性提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。近年來因為缺乏科學(xué)監(jiān)測與管理所引起的橋梁垮塌事故頻頻發(fā)生，因此有必要利用監(jiān)測數(shù)據(jù)對重要大橋的結(jié)構(gòu)運(yùn)營狀態(tài)進(jìn)行評估。本文基于廈門天圓大橋結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)的實測數(shù)據(jù)，對單拱肋中承式梁拱組合橋型的振動特性進(jìn)行研究，重點包括大橋的模態(tài)參數(shù)識別與短吊桿疲勞壽命估計兩方面。本文主要工作內(nèi)容如下:
　　首先，闡述了橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)與模態(tài)分析

2、方法的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了中承式拱橋結(jié)構(gòu)特點與短吊桿疲勞問題。系統(tǒng)介紹了自然激勵技術(shù)與特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法理論，討論了系統(tǒng)階次確定與剔除虛假模態(tài)的方法，并對比分析了天圓大橋已有的模態(tài)參數(shù)識別情況與不足。
　　其次，利用天圓大橋?qū)崪y振動響應(yīng)數(shù)據(jù)通過NExT/ERA方法識別了大橋模態(tài)參數(shù)，根據(jù)奇異值分解法與穩(wěn)定圖法對系統(tǒng)進(jìn)行定階，并將模態(tài)參數(shù)識別結(jié)果、有限元模型結(jié)果與其他商業(yè)軟件參數(shù)識別結(jié)果進(jìn)行了比較。在算法過程中討論了Hankel矩陣參數(shù)選

3、取問題與不同交通荷載激勵下的模態(tài)參數(shù)識別情況，并統(tǒng)計了一天中隨溫度變化下結(jié)構(gòu)自振頻率的變化情況。
　　最后，利用雨流計數(shù)法將天圓大橋短吊桿實測應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)力幅水平及頻次分布的隨機(jī)概率統(tǒng)計，基于線性疲勞累積損傷準(zhǔn)則，采用我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003和Eurocode3規(guī)范的疲勞分析方法計算出該橋短吊桿的疲勞壽命估算值，比較了基于不同時長統(tǒng)計數(shù)據(jù)的短吊桿壽命估算值的變化情況，結(jié)果表明最短的疲勞壽命僅為35年。