懸索橋相似模型的模態(tài)試驗(yàn)

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　　一、前言　　試驗(yàn)?zāi)B(tài)技術(shù)發(fā)展已將近20年，工程應(yīng)用亦十分普遍。一般橋梁結(jié)構(gòu)模型的模態(tài)試驗(yàn)，和大多數(shù)結(jié)構(gòu)模型一樣，因都是在線性小振幅范圍內(nèi)進(jìn)行，且頻率范圍適中，所以都比較容易做。但特大跨徑懸索橋相似模型的模態(tài)試驗(yàn)卻不是這樣。　　如全橋風(fēng)洞模型，因要求與原型相似，模型本身就是一座既柔又輕的結(jié)構(gòu)物。加上實(shí)際模型設(shè)計(jì)過(guò)程中，原橋結(jié)構(gòu)的剛度相似往往以脊骨形式滿足，質(zhì)量分布相似則以加集中質(zhì)量滿足，而加勁梁斯塔等又都要求氣動(dòng)外型相似，故整個(gè)結(jié)構(gòu)質(zhì)地輕柔。懸索橋相似模型的這些特點(diǎn)，使傳統(tǒng)的模態(tài)試驗(yàn)方法產(chǎn)生如下幾個(gè)問(wèn)題：　　1．激勵(lì)錘作用在輕柔的模型上，出力大小不易掌握。太重，模型不能承受：輕了，能量不夠，遠(yuǎn)離激勵(lì)點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)的傳遞函數(shù)（由于信躁比低）質(zhì)量會(huì)很差?！　?．用隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器驅(qū)動(dòng)連接在模型上的電磁激振器，因?yàn)榧?lì)模型的力是有一定周期的隨機(jī)躁聲且大小是可調(diào)的，所以能激發(fā)出模型比較理想的多階模態(tài)。但這里：①激振器與模型的連接桿對(duì)模型有一個(gè)附加質(zhì)量，當(dāng)模型本身的質(zhì)量貢獻(xiàn)不能忽略這個(gè)附加質(zhì)量的影響時(shí)，就不能用這種方法。②懸索橋橋塔和加勁梁（包括主纜）的低階振動(dòng)模態(tài)是分開(kāi)的，在橋塔上安裝激振器，基本不能激勵(lì)出加勁梁的模態(tài)。 　　3．模擬實(shí)橋環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)方法，對(duì)模型進(jìn)行隨機(jī)激勵(lì)，以能使全模型保持隨機(jī)振動(dòng)狀態(tài)，測(cè)定模型各測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)，用這些響應(yīng)的線性譜和（響應(yīng)對(duì)響應(yīng)的）傳遞函數(shù)確定模態(tài)參數(shù)。實(shí)測(cè)表明，由此得到的傳遞函數(shù)質(zhì)量比較差也難以滿足要求?！　♂槍?duì)上述問(wèn)題，筆者憑籍對(duì)模態(tài)試驗(yàn)技術(shù)原理的深刻理解以及在各種結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗(yàn)方面豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用一種"準(zhǔn)周期脈沖激”（介于上述1，2之間）的方法，使特大跨徑懸索橋相似模型的模態(tài)試驗(yàn)這個(gè)難題得到了解決?！　?

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