实验研究手绘车测量桥梁频率.doc

. 页 实验研究手绘车测量桥梁的频率 摘要 提出了一个手绘车的实验研究专为测量桥梁的频率。本文提供的技术被认为是一种间接测量桥的频率的方法,振动传感器被间接地安装在移动地车上,而不是在桥上,与传统的直接的方法一样。开发一个手绘测试车的想法是,它可以允许我们在一个可人为控制的,高效的,和移动的方式来测量桥的频率。测试车的动态特性对于成功识别桥梁的频率是至关重要的。在这项研究中,重点是在两个问题上:测试车的弹性车轮和在测试车上提取的桥频率的可靠性。各种操作条件下进行各种测试,包括环境振动试验、自由振动试验,地面动态测试和现场试验。它表明,本文提供的手绘车可以可靠地用于现场测量桥梁的频率。此外,一些定性的指导方针是本文提供的发展可行的测试的车是至关重要的。 关键字 桥;现场试验;频率;测量;轮胎;车辆;车桥相互作用 1简介 桥的频率是健康监测中最重要的部分,因为他们与桥的刚度或装载容量密切相关。桥的频率下降意味着结构的刚度下降,这可能在是某些部件损害,失稳造成的,或者是在实践中遇到的其他缺陷。测量桥频率的方法可以分为两大类的直接方法和间接方法。 直接的方法在实践中常用使用,它侧重于直接在桥上测量桥梁的振动。众所周知,这个方法为了记录沿桥桥跨的振动需要大量的传感器的安装,如环境振动、强迫振动,流量负载等(见,例如 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0025 [5])。通过分析传感器中桥梁的反应,可以得到桥的动态属性,如固有频率、模态形状,和阻尼比。然而,这种方法存在的缺点,振动数据的采集通常需要部署大量的传感器和设备,和在现场长时间的工作。这种方法通常是非常昂贵的,低效的,不能应急使用，也就是说在大地震或洪水过后监测桥梁的动态特性。 间接的方法杨教授和同事在2004年后经过十年的研究提出的车桥相互作用问题研究( HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l f0005 图1)。通过这种方法,测试车辆在桥上移动的动态响应的记录和处理来测量桥梁的频率。间接方法的最初的想法是这样的。通过车辆和桥梁之间的相互作用,车辆扮演双重角色一个是刺激桥梁的激发器和接收动态反应的接收器。振动传感器只安装在移动的车上,而不是在桥上测量。对于桥的频率而言,间接方法的可移植性,方便,经济优于直接方法,因为安装振动传感器只需要测试车辆,而不是在桥上。 间接方法测量桥的频率概念的可行性首次从理论上是被杨教授等人验证的 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0085 [17]。杨和林 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0080 [16]。通过运动车桥方程派生出来的的封闭解,以及有限元模拟,此方法被验证桥梁的频率取决于在桥上移动车辆的动态响应。除了车辆的固有频率,可以从车辆的运动中提取反应的记录。这样一个概念被林教授实验验证是可行的 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0030 [6]通过让一个测试车辆在台湾北部公路大桥运动。 通过研究对间接方法测量桥的频率的各种因素的影响。陈教授和夏教授 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0015 [3]表明,降低车辆速度和车对桥的较小的质量比率能够更好的确定桥梁的频率,而桥阻尼和不同车辆的速度是相当轻微的因素。McGetrick等人 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0035 [7]表明,较低的速度和平滑的路面环境可以更准确的获得桥梁的频率。杨教授和张教授 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0070 [14]在他们对参数研究中说,最初的车/桥加速度振幅比在确定桥的频率上发挥着重要作用,即一个更小的车/桥加速度振幅比更有利于确定桥的频率。一般来说,从测试车辆角度来讲，道路表面粗糙度对桥频率的提取有不利影响。在这方面,通过引入多个测试车辆或通过提高车辆的移动速度可以增强桥频率的分辨率 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0010 [2]和 HYPERLINK /science/article/pii/S0141029613004197 \l b0095 [19]。至于测试车记录数据的过程,可以通过预处理记录车辆的响应与