频率对比法在桥梁频率分析中的应用

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翻新时间：2023-03-07

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频率对比法在桥梁频率分析中的应用

摘要：文章根据装配式板桥的结构特点，介绍了频率对比法在桥梁频率分析中的应用，并比较了用单梁和梁格分别进行装配式板桥的理论自振频率计算的结果，经过与实测的结果的对比，得出用梁格模型进行装配式板桥的自振频率计算与实测结果最相符的结论。

关键词：频率对比法；桥梁频率分析；装配式板桥；动荷载试验；自振频率；梁格法文献标识码：A

桥梁的动力特性（频率、振型和阻尼比）是评定桥梁承载力状态的重要参数，随着我国公路桥梁检验评定制度的推行，桥梁动载试验越来越受到重视。在实桥动荷载试验中，桥梁的结构自振频率测定是动载试验中的一个基本的参数，通过实测自振频率与桥梁设计时采用的对应理论自振频率比较，往往用于评价桥梁的整体刚度。对不同的结构，我们关心的频率往往不同的，如简支梁关心的是梁下缘受拉振型对应的最低阶竖向自振频率，连续梁关心的是梁下缘受拉振型对应的最低阶竖向自振频率以及梁支点上缘受拉振型对应的最低阶竖向自振频率，如表1所示三跨等高度等跨连续梁的第I阶和第Ⅲ阶振型所对应的频率即该桥型所需要测得的基频。但随着跨径和界面高度的变化，振型的阶数并不是固定的。而且实际上各传感器会测到多阶频率，那么如何来区分测到的频率是否就是目标频率？最根本的方法即将结构的振型和对应的频率均测量出来，根据振型来区分结构的频率，但无疑费时、费力。对于结构较为简单的装配式梁桥也可以通过在不同位置布置传感器，分析各传感器测得的频率构成，与理论频率进行对比分析，来确定各阶频率，以下通过简支梁桥的简单实例来说明。

自振频率有限元计算频率值振型序号振型形状

f1 4.116 I

f2 7.701 III

1 工程概况

图1 跨中断面图及加速度传感器布置图

2 试验前理论模态分析及传感器布置

在进行试验前，必须对桥梁进行理论分析，通过有限元理论分析计算处各阶频率，根据其振型布置传感器。有时为了简化工作量，会将装配式简支梁当作一根单梁来进行计算，很显然这种方法与梁格模型在计算后得到的各阶振型是有区别的，如图2～图8所示。

（a）振型轴侧图（b）振型立面图

图2 梁格模型一阶模态理论计算结果（f=5.110Hz）

（a）振型轴侧图（b）振型横断面图

图3 梁格模型二阶模态理论计算结果（f=7.432Hz）

（a）振型轴侧图（b）振型横断面图