桥梁振动试验
混凝土桥梁的震动测试方法
混凝土桥梁的震动测试方法一、前言混凝土桥梁是现代道路交通的重要组成部分，它们承载着人们的出行和货物的运输。
然而，由于桥梁长期处于恶劣的自然环境中，又承受着车流和风吹雨打等外力的作用，桥梁的结构会逐渐受损，从而影响其使用寿命和安全性。
因此，对混凝土桥梁进行震动测试，及时发现并评估桥梁的结构健康状况，是保证桥梁安全运行的重要手段之一。
二、测试目的混凝土桥梁的震动测试主要是通过对桥梁的自由振动响应和受激振动响应进行分析，获取桥梁结构的固有频率、阻尼比、模态系数等参数，进而评估桥梁的结构健康状况。
具体而言，测试目的包括：1. 确定桥梁的固有频率和阻尼比，评估桥梁的自由振动特性和结构刚度。
2. 确定桥梁的模态系数和阻尼比，评估桥梁的受激振动特性和耐震性能。
3. 通过对比测试数据和设计参数，发现桥梁结构的缺陷和损伤，为桥梁的维修和加固提供参考依据。
三、测试方法混凝土桥梁的震动测试方法主要包括传统测试方法和现代测试方法两种。
传统测试方法主要包括人工激励法和天然激励法；现代测试方法主要包括振动传感器法和激光测振法。
下面分别介绍各种测试方法的具体步骤和注意事项。
1. 人工激励法人工激励法是指通过在桥梁上施加人工激励来产生桥梁的自由振动和受激振动，进而获取桥梁的振动响应数据。
该方法需要在桥梁上设置一定数量的激励点和响应点，通常使用锤击法和车轮法两种方式进行激励。
具体步骤如下：（1）确定激励点和响应点的位置和数量。
激励点通常设置在桥梁的主梁、支座和墩身等位置，响应点通常设置在桥梁的主梁、侧隔板和支座等位置。
激励点和响应点的数量应根据桥梁的尺寸和结构复杂程度而定，一般不少于10个。
（2）施加激励。
使用锤击法时，需要在激励点处用铁锤敲击桥梁，以产生冲击力；使用车轮法时，需要在激励点处用车辆行走，以产生振动力。
注意在施加激励时要保证激励点处的力量均匀和稳定，避免对桥梁结构造成伤害。
（3）记录响应数据。
在施加激励的同时，需要在响应点处安装振动传感器或加速度计，记录桥梁的振动响应数据。
力学桥梁振动实验报告
一、实验目的1. 理解桥梁振动的基本原理和影响因素。
2. 通过实验，验证桥梁振动的理论公式，如固有频率、振型等。
3. 掌握桥梁振动实验的基本操作和数据处理方法。
4. 分析桥梁在不同载荷和结构参数下的振动特性。
二、实验原理桥梁振动是指桥梁在外力作用下发生的周期性运动。
根据振动形式，桥梁振动可分为自由振动和强迫振动。
本实验主要研究桥梁的自由振动。
桥梁的自由振动可以由以下公式描述：\[ m\frac{d^2x}{dt^2} + c\frac{dx}{dt} + kx = 0 \]其中，\( m \) 为桥梁的质量，\( x \) 为桥梁的位移，\( t \) 为时间，\( c \) 为阻尼系数，\( k \) 为桥梁的刚度。
桥梁的固有频率 \( \omega_n \) 可以通过以下公式计算：\[ \omega_n = \sqrt{\frac{k}{m}} \]三、实验设备和仪器1. 桥梁振动实验台2. 力传感器3. 数据采集器4. 激振器5. 激光测距仪6. 振动传感器7. 计算机四、实验步骤1. 搭建实验装置：将桥梁振动实验台安装好，连接好力传感器、数据采集器、激振器、激光测距仪和振动传感器。
2. 调整实验参数：根据实验要求，调整桥梁的初始状态，如初始位移、初始速度等。
3. 激发振动：使用激振器激发桥梁振动，同时记录力传感器和振动传感器的数据。
4. 采集数据：使用数据采集器实时采集力传感器和振动传感器的数据，并存储到计算机中。
5. 数据处理：对采集到的数据进行处理，如滤波、计算固有频率、振型等。
五、实验结果与分析1. 固有频率的测定：通过实验数据，计算桥梁的固有频率，并与理论计算值进行比较。
2. 振型的测定：通过实验数据，绘制桥梁的振型图，分析桥梁在不同频率下的振动模式。
3. 影响因素分析：分析桥梁在不同载荷和结构参数下的振动特性，如桥面质量、阻尼系数、刚度等。
六、结论1. 通过实验，验证了桥梁振动的理论公式，并计算出桥梁的固有频率和振型。
力学实验-桥梁振动研究实验
力学实验-桥梁振动研究实验Pasco 系统是Pasco Scientific公司（美国）开发的一套基于计算机的科学实验系统。
它的主要优点是实验数据的采集和处理都是由计算机来完成的，这使得实验者进行实验时，在保证实验数据准确、完成的前提下，可以很方便地获取实验数据，并可以以图表、表格等良好形式将实验数据输出。
【实验目的】1．熟悉Pasco科学实验系统，学会相关软件的使用2．学会使用ME-7003大结构单元搭建各种结构。
3．通过负载单元测量框架结构各部分的受力情况并进行分析。
4. 观察桥梁振动情况并利用负载单元测量桥梁的共振频率。
【实验原理】1．静力学静力学是研究物体的平衡或力系的平衡的规律的力学分支。
静力学一词是P·伐里农1725年引入的。
按照研究方法，静力学分为分析静力学和几何静力学。
分析静力学研究任意质点系的平衡问题，给出质点系平衡的充分必要条件。
几何静力学主要研究刚体的平衡规律，得出刚体平衡的充分必要条件，又称刚体静力学。
几何静力学从静力学公理（包括二力平衡公理，增减平衡力系公理，力的平行四边形法则，作用和反作用定律，刚化公理）出发，通过推理得出平衡力系应满足的条件，即平衡条件；用数学方程表示，就构成平衡方程。
静力学中关于力系简化和物体受力分析的结论，也可应用于动力学。
借助达朗贝尔原理，可将动力学问题化为静力学问题的形式。
静力学是材料力学和其他各种工程力学的基础，在土建工程和机械设计中有广泛的应用。
静力学是力学的一个分支，它主要研究物体在力的作用下处于平衡的规律，以及如何建立各种力系的平衡条件。
平衡是物体机械运动的特殊形式，严格地说，物体相对于惯性参照系处于静止或作匀速直线运动的状态，即加速度为零的状态都称为平衡。
对于一般工程问题，平衡状态是以地球为参照系确定的。
静力学还研究力系的简化和物体受力分析的基本方法。
静力学相关公理：（1）力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力，合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为边构成的平行四边形的对角线确定，即合力等于分力的矢量和。
第四章 桥梁振动试验
第四章桥梁振动试验4.1概述振动是设计承受动荷载的工程结构必须研究的问题，桥梁不仅要研究由车辆移动荷载引起的振动，还要研究桥梁结构本身的抗震、抗风性能和能力。
随着结构计算、施工技术和建筑材料等方面科技水平的不断进步，桥梁的跨度越来越大，因此对桥梁振动性能的研究分析提出了更高的要求。
桥梁振动试验可以求的基本问题可以归类为三种：桥梁振源、桥梁自振特性和结构动力反应。
桥梁振源的测定一般包括对能引起桥梁振动的风、地震和车辆振动等振动荷载的测定。
桥梁自振特性是桥梁结构的固有特性，也是桥梁振动试验中最基本的测试内容。
车辆、风和地震等外荷载作用下桥梁结构动力反应的测定是评价桥梁结构动力性能的基本内容之一。
传统的结构动力学方法，根据力学原理建立结构的数学模型，然后由已知振源（输入力或运动）去求所需要的动态响应。
这种方法至少有两方面的问题难以完善：一是阻尼系数只能凭假定设置；其次是计算图式和设计图式与实际结构之间的差异。
振动试验已经发展起来的参数识别与模态分析技术，是改善理论计算不足的有力手段。
它的基本做法是，利用已知（或未知）输入力对结构激振，用仪器测得结构的输出响应，然后通过输入、输出的关系（或仅输出）求取结构的数学模型，使更接近于结构的实际情况。
振动试验作为一门独立的工程振动学科，解决了许多理论计算上无法解决的实际问题，我国从1976年唐山地震后滦河大桥的抗震试验开始，各高校、科研单位先后对许多实桥和模型桥做过振动试验，特别是近年来对新建的一些大跨度桥梁进行施工阶段和运营阶段的振动试验，许多实测数据已直接为桥梁结构的振动分析、抗震抗风研究所利用。
4.2桥梁自振特性参数测定测定桥梁自振特性参数是桥梁振动试验的基本内容，要研究桥梁结构的抗震、抗风或抗其它动荷载的性能和能力必须了解桥梁结构的自振特性。
自振特性参数，也称动力特性参数和振动模态参数，主要包括结构的自振频率(自振周期)、阻尼比和振型等，是由结构形式、材料性能等结构固有的特性决定，与外荷载无关。
桥梁设计中的桥梁振动分析
桥梁设计中的桥梁振动分析桥梁是连接两个陆地或建筑物的重要工程构筑物，是现代社会交通的重要组成部分。
在桥梁设计中，桥梁振动分析被广泛运用，它能帮助工程师了解桥梁在使用过程中的动态行为，为确保桥梁的安全性提供重要参考。
本文将探讨桥梁振动分析的相关内容。
桥梁振动分析是一种研究桥梁结构在受到外部荷载或内部因素作用下的振动特性的方法。
桥梁振动分析可以分为静态与动态两种情况。
首先，静态振动分析主要研究桥梁结构在受到静力荷载作用后的变形和应力分布情况。
在桥梁设计中，静态振动分析可用于确定桥梁在静态荷载作用下的结构安全性。
通过对桥梁的静态振动分析，工程师可以评估桥梁在正常使用情况下的结构稳定性，并制定相应的施工方案和荷载限值。
接下来，动态振动分析主要研究桥梁结构在受到动态荷载作用时的振动特性。
桥梁结构在受到行车、行人以及风等外部荷载作用时，会出现不同频率和振幅的振动。
动态振动分析可以帮助工程师了解桥梁结构在受到外部荷载时的动态响应情况，进而评估桥梁的稳定性和安全性。
此外，在桥梁设计中，还需要考虑到桥梁的自振频率以及自激振动的影响。
通过动态振动分析，可以确定桥梁的自振频率，并采取相应的措施来避免自激振动的发生，从而保证桥梁的安全运行。
在桥梁振动分析中，还需要考虑到桥梁结构的材料和几何属性对振动特性的影响。
桥梁结构的材料特性包括弹性模量、密度以及阻尼比等。
这些参数会影响桥梁的振动频率、振幅以及能量耗散情况。
此外，桥梁的几何属性，如跨度、梁高、刚度等，也会对桥梁的振动特性产生重要影响。
工程师需要充分考虑这些因素，通过合理的材料选择和几何设计，来提高桥梁的振动特性。
当前，随着科技的进步，桥梁振动分析的方法也在不断发展。
传统的桥梁振动分析方法主要基于有限元分析技术，通过数值模拟来研究桥梁的振动特性。
但是，传统方法存在计算量大、模型复杂、求解耗时等问题。
近年来，随着计算机技术和数学方法的发展，人工智能、数据挖掘等新技术在桥梁振动分析领域得到了应用。
桥梁振动分析测试与识别
桥梁振动分析测试与识别摘要：模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。
这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。
本文通过试验模态分析对桥梁的振动进行了识别，并详细阐述了试验的方法与过程。
关键词：模态分析；桥梁振动测试1 前言模态分析是研究结构动力特性的一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。
模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。
工程实际中的振动系统都是连续弹性体，其质量与刚度具有分析的性质，只有掌握无限多个点在每瞬时的运动情况，才能全面描述系统的振动。
因此，理论上它们都属于无限个自由度的系统，需要用连续模型才能加以描述。
2 试验原理与方法2.1试验原理单自由度的频响分析大体步骤为：单自由度：固有频率→阻尼→刚度→质量。
多自由度的频响分析大体步骤为：固有频率→阻尼→模态振型→刚度→质量模态分析通常采用简化方法，将无限自由度的系统归结为有限自由度的模型来进行分析，即将系统抽象为一些集中质量块和弹性元件组成的模型。
经离散化后，一个结构的动态特性可由N阶矩阵微分方程描述：（1）其中、、分别为系统的质量矩阵、阻尼矩阵以及刚度矩阵。
对（1）式进行拉普拉斯变换（拉式变换是一个线性变换，可将一个因数为实数t（t≥0）的函数转换为一个因数为复数s的函数。
响应的拉普拉斯变换X就等于激励的拉普拉斯变换F与传递函数H的乘积后得到：（2）其中为频率响应函数矩阵，（3）式中，，，为第r阶模态质量，为第r阶模态刚度，为第r阶模态阻尼比，为第r阶模态振型。
（1）频响函数矩阵[H]任一行为：（4）可见[H]中的任一行即包含所有模态参数，如果在结构上某一固定点i点拾振，轮流地激励所有的点，即可求得[H]中的一行，这一行频响函数即可包含进行模态分析所需要的全部信息。
（2）频响函数矩阵[H]任一列为（5）2.2试验方法以上两种分析分别对应着一种方法，单点拾振法：一点拾振，各点激励；单点激励法：一点激励，各点拾振。
桥梁结构动态特性检测方案振动测试技术探索
桥梁结构动态特性检测方案振动测试技术探索作为交通运输的重要组成部分，桥梁的安全性和可靠性一直备受关注。
随着时间的推移，桥梁会受到自然力的影响而发生磨损和损坏，甚至可能导致结构的倒塌。
因此，及时检测桥梁的动态特性，特别是振动状态，对于保障桥梁的安全至关重要。
本文将探讨一种桥梁结构动态特性检测方案，即振动测试技术，以揭示其在桥梁工程中的应用前景。
一、引言桥梁结构的振动测试是通过测量桥梁在外部激励下的振动响应，来分析结构的自然频率、模态形态和振动特性的一种方法。
通过振动测试，可以获得桥梁结构的基本动态参数，进而评估桥梁的结构健康状况。
振动测试技术已经在桥梁工程中得到了广泛应用，为桥梁维护保养和结构优化提供了有效手段。
二、桥梁振动测试技术原理1. 加速度传感器振动测试中常用的传感器是加速度传感器，通过测量加速度信号来获取结构的振动状态。
加速度传感器可以将加速度转换为电信号，并通过数据采集系统记录。
这种传感器具有体积小、测量范围广等优点，在桥梁振动测试中应用广泛。
2. 数据采集系统数据采集系统是振动测试中的关键部分，负责采集传感器的信号并将其转换为数字信号进行处理和分析。
数据采集系统应具备高采样率、大存储容量和数据传输功能，以满足测试的需求。
同时，系统的稳定性和准确性也是评价其性能的重要指标。
三、桥梁振动测试方案1. 测试计划设计在进行桥梁振动测试前，应制定详细的测试计划。
测试计划需要包括测试的时间、地点、测试参数等内容，并根据桥梁的特点和要求确定测试方案。
同时，还需要合理安排测试设备和人员，确保测试工作的顺利进行。
2. 测试前准备工作在进行振动测试前，需要进行充分的准备工作。
首先，对桥梁的结构进行全面检查，以保证测试过程的安全。
然后，根据测试计划设置好传感器和数据采集系统，并进行校准和调试。
此外，还需要保证测试现场的环境条件适宜，以减少外界干扰对测试结果的影响。
3. 振动测试实施振动测试的实施需要按照测试计划进行。
力学实验-桥梁振动研究实验
力学实验-桥梁振动研究实验Pasco 系统是Pasco Scientific公司（美国）开发的一套基于计算机的科学实验系统。
它的主要优点是实验数据的采集和处理都是由计算机来完成的，这使得实验者进行实验时，在保证实验数据准确、完成的前提下，可以很方便地获取实验数据，并可以以图表、表格等良好形式将实验数据输出。
【实验目的】1．熟悉Pasco科学实验系统，学会相关软件的使用2．学会使用ME-7003大结构单元搭建各种结构。
3．通过负载单元测量框架结构各部分的受力情况并进行分析。
4. 观察桥梁振动情况并利用负载单元测量桥梁的共振频率。
【实验原理】1．静力学静力学是研究物体的平衡或力系的平衡的规律的力学分支。
静力学一词是P·伐里农1725年引入的。
按照研究方法，静力学分为分析静力学和几何静力学。
分析静力学研究任意质点系的平衡问题，给出质点系平衡的充分必要条件。
几何静力学主要研究刚体的平衡规律，得出刚体平衡的充分必要条件，又称刚体静力学。
几何静力学从静力学公理（包括二力平衡公理，增减平衡力系公理，力的平行四边形法则，作用和反作用定律，刚化公理）出发，通过推理得出平衡力系应满足的条件，即平衡条件；用数学方程表示，就构成平衡方程。
静力学中关于力系简化和物体受力分析的结论，也可应用于动力学。
借助达朗贝尔原理，可将动力学问题化为静力学问题的形式。
静力学是材料力学和其他各种工程力学的基础，在土建工程和机械设计中有广泛的应用。
静力学是力学的一个分支，它主要研究物体在力的作用下处于平衡的规律，以及如何建立各种力系的平衡条件。
平衡是物体机械运动的特殊形式，严格地说，物体相对于惯性参照系处于静止或作匀速直线运动的状态，即加速度为零的状态都称为平衡。
对于一般工程问题，平衡状态是以地球为参照系确定的。
静力学还研究力系的简化和物体受力分析的基本方法。
静力学相关公理：（1）力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力，合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为边构成的平行四边形的对角线确定，即合力等于分力的矢量和。
桥梁振动测试基本概念
桥梁振动测试基本概念桥梁振动测试涉及到桥梁结构振动理论、振动信号数据处理、现场测试技术、模态分析等多方面、多学科综合的一门学科。
为更好地理解桥梁振动测试技术，本节对桥梁振动测试一些基本概念进行介绍。
1、桥梁结构振动基本术语（1）自振频率和周期自振频率是桥梁动力特性参数重要的概念，对于既有桥梁结构由于质量分布在运营过程中基本不会发生变化，因此桥梁的自振频率是反映桥梁动刚度的一个重要指标。
在桥梁动力特性评价中通常根据桥梁的实测自振频率与理论计算频率的比值来评价桥梁的性能。
自振频率指单位时间内完成振动的次数，通常用f表示，单位为赫兹(Hz)，此外也可以用圆频率来表示。
自振周期和自振频率是互为倒数的关系，自振周期是指物体振动波形重复出现的最小时间，单位为秒（s）。
桥梁结构的自振频率只与桥梁结构的质量和刚度有关，自振频率桥梁的刚度成正比，与质量成反比。
对于既定的桥梁结构在运营过程中桥梁的质量分布基本不会发生变化，除非桥梁进行加固或桥面铺装层等改造措施影响桥梁的结构质量分布。
桥梁结构材料性能的退化以及结构的损伤对质量的影响基本可以忽略，因此桥梁结构的自振频率是反映桥梁刚度变化的重要指标。
（2）基频与主频基频指桥梁结构的第一阶自振频率；而结构发生振动时，可能不是仅仅是以某一个频率振动形式，而是包含多个振动频率的振动，通常在这些振动频率中，振动能量最大的频率为主频。
基频一定是桥梁的自振频率，而主频不一定是桥梁结构的自振频率或者固有频率。
如桥梁在激振源的激励下发生振动时，振动信号中含有激振源的信号。
因此在频谱分析时，频谱信号中振动能量最大的频率（即主频）有可能是激振源的频率，不一定是桥梁的自振频率。
（3）阻尼和阻尼比桥梁结构的阻尼是确定桥梁振动的重要动力参数之一。
阻尼耗散能量，使振动衰减，对桥梁结构的振动是有利的。
阻尼的大小直接关系到桥梁在动荷载作用下振动的强弱。
阻尼（damping）是指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。
混凝土桥梁振动测试技术规程
混凝土桥梁振动测试技术规程一、前言混凝土桥梁是公路、铁路等基础设施建设的重要组成部分，其结构稳定性和安全性是保障交通运输安全的关键。
然而，随着桥梁使用时间的增长，其结构会受到多种因素的影响，如交通荷载、环境温度、风荷载等，这些因素都会引起桥梁的振动，严重时会危及桥梁的安全。
因此，对混凝土桥梁的振动进行测试和分析，对于保障桥梁的安全具有重要意义。
二、测试方法1.测试原理混凝土桥梁的振动是由于荷载引起的结构变形和自然频率引起的共振造成的。
因此，测试桥梁振动需要考虑荷载和自然频率两个因素。
荷载可以通过对桥梁进行车辆荷载试验或静载试验进行测量，自然频率可以通过对桥梁进行动态测试进行测量。
根据测试原理，混凝土桥梁的振动测试方法主要包括车辆荷载试验、静载试验和动态测试三种方法。
2.车辆荷载试验车辆荷载试验是通过对桥梁进行车辆荷载试验进行振动测试的方法。
该方法需要在桥梁上设置测量点，并在测点处安装加速度计等振动测试设备。
在进行测试时，需要通过对桥梁进行车辆荷载试验，测量桥梁在荷载作用下的振动响应。
车辆荷载试验需要考虑车辆类型、荷载大小、速度等因素，以及测点的位置和数量等因素。
3.静载试验静载试验是通过对桥梁进行静载试验进行振动测试的方法。
该方法需要在桥梁上设置测量点，并在测点处安装加速度计等振动测试设备。
在进行测试时，需要通过对桥梁进行静载试验，测量桥梁在荷载作用下的振动响应。
静载试验需要考虑荷载大小、位置和数量等因素，以及测点的位置和数量等因素。
4.动态测试动态测试是通过对桥梁进行动态测试进行振动测试的方法。
该方法需要在桥梁上设置测量点，并在测点处安装加速度计等振动测试设备。
在进行测试时，需要通过对桥梁进行动态测试，测量桥梁的自然频率和振动响应。
动态测试需要考虑测试条件、测试设备和测试方法等因素。
三、测试设备1.加速度计加速度计是测量振动的主要设备之一，其作用是将振动信号转换为电信号，以便进行处理和分析。
加速度计通常具有高精度、宽频带和低噪声等特点，可以应用于多种振动测试领域。
实验25 桥梁振动测量实验
实验桥梁振动测量实验一、实验目的：1. 学会用搭建桥梁2.掌握利用数据采集器和微机分析传感器数据3．通过数据曲线比较在桥梁不同位置上小车运动所产生力的情况4.研究桥梁共振。
二、实验仪器：PASCO850数据采集器、微型计算机一台、振动器、桥梁组件等三、实验介绍：研究用手或锤子敲击拱桥所产生的谐振模式。
对产生的振动做FFT变换以找到共振模式。
然后用拟合了每一个谐振频率的正弦力驱动桥梁。
将两个力传感器单元当做检测器对振动进行检测，三个负载单元沿桥梁跨度等间隔的放置。
对于任何特定的谐振模式，单个负载单元可能是被力驱动较多，也可能是静止不动的,这是由振荡节点所在的位置决定。
驱动力是由振动器提供，振动器是由信号发生器带动并且由橡皮粘贴到桥梁上，以便振动器在正弦运动中对桥梁进行推拉。
驱动力是由黏贴在桥梁上的一个负载单元测量。
可以对桥梁引入缺陷，例如重新移动一根或多根工字型梁,然后重复实验，观察桥梁振动的变化。
图1 本实验搭建的桥梁图之一图2 本实验可选择搭建的桥梁图之二连接到850数据采集器四、实验设置：1. 参考本实验后面的附录说明，构造系杆拱桥。
2. 将2个5 N的负载单元按它们在桥梁上的位置对应的连接到六通道力传感器的前2个端口上。
3. 可以选择将100 N的负载单元连接到六通道力传感器的第六个端口上。
4. 将六通道力传感器插进到850接口并使用PASPORPT的任意端口。
5. 使用两条电源线（香蕉线）将机械波动发生器(SF - 9324)连接到850接口的#1号信号输出端。
6. 通过六通道力传感器前面的“Tare”按钮，对负载单元进行调零。
图3 连接到850数据采集器7. 在Capstone软件上创建一个带有二个图形区的FFT显示框,挑选出二个负载单元中每个元件的受力情况。
创建二个Run-Tracked用户输入数据表,命名为“Res.频率1”和“Res.频率2”,分别代表了每个负载单元的共振频率。
图4有两个图形区的FFT显示框五、实验步骤：1.在Capstone软件上设置采样率为70 Hz。
桥梁动载试验测试内容
桥梁动载试验测试内容桥梁动载试验是评估桥梁性能的重要手段之一，通过对桥梁施加动态荷载，测量桥梁的响应并进行分析，以确定桥梁的稳定性、强度和刚度。
以下是桥梁动载试验的主要测试内容：1.频率分析：通过测量桥梁在各种频率下的振动响应，了解桥梁的自振频率和阻尼比。
频率分析可以揭示桥梁的整体刚度和质量分布情况。
2.振型分析：振型是描述桥梁在振动过程中变形情况的参数。
通过测量桥梁在不同频率下的振型，可以了解桥梁在不同方向上的弯曲、扭转和纵向位移响应。
3.阻尼分析：阻尼是描述桥梁在振动过程中能量耗散的参数。
通过测量桥梁在不同频率下的阻尼，可以了解桥梁的阻尼特性以及结构材料的内部摩擦和粘性阻尼作用。
4.峰值分析：通过测量桥梁在动态荷载作用下的峰值响应，如最大动挠度、最大动应力等，可以了解桥梁在极端情况下的性能表现。
5.跨中动挠度：跨中动挠度是指桥梁在动态荷载作用下跨中位置的垂直位移。
测量跨中动挠度可以评估桥梁的刚度和承载能力。
6.支座动位移：支座动位移是指桥梁在动态荷载作用下支座位置的垂直位移。
测量支座动位移可以评估桥梁的支承性能和稳定性。
7.结构自振频率：结构自振频率是指桥梁在没有外部激励作用下的自由振动频率。
结构自振频率与桥梁的刚度和质量分布有关，通过测量结构自振频率可以评估桥梁的整体性能。
8.结构振型：结构振型是指桥梁在自由振动过程中的变形情况。
结构振型与桥梁的刚度和质量分布有关，通过测量结构振型可以评估桥梁在不同方向上的弯曲、扭转和纵向位移响应。
9.结构阻尼比：结构阻尼比是指桥梁在自由振动过程中能量耗散的参数。
结构阻尼比与桥梁的材料性质和结构形式有关，通过测量结构阻尼比可以评估桥梁的阻尼特性以及结构材料的内部摩擦和粘性阻尼作用。
10.冲击系数：冲击系数是指桥梁在动态荷载作用下由于冲击效应引起的响应增益。
冲击系数与桥梁的结构形式和动态特性有关，通过测量冲击系数可以评估桥梁在冲击作用下的性能表现。
通过对以上测试内容的分析和比较，可以全面评估桥梁的性能状况，为桥梁的维护、加固和设计提供可靠的依据。
桥梁动态测试实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在通过桥梁动态测试，了解桥梁在列车通过时的振动特性，评估桥梁结构的安全性和可靠性。
通过对桥梁的振动加速度、位移、速度等动态响应参数的测量，以及桥梁结构的模态特性分析，为桥梁的设计、施工和养护提供科学依据。
二、实验原理桥梁动态测试主要基于振动测试原理，通过在桥梁上布置传感器，实时采集桥梁在列车通过时的振动信号，然后对采集到的数据进行处理和分析，得到桥梁的动态响应参数和模态特性。
三、实验设备1. 传感器：加速度传感器、位移传感器、速度传感器2. 数据采集系统：数据采集卡、笔记本电脑3. 分析软件：MATLAB、DASP软件4. 列车：编组列车四、实验步骤1. 桥梁现场布置：在桥梁关键部位布置传感器，包括主梁、桥墩、桥台等。
2. 数据采集：在列车通过桥梁时，启动数据采集系统，实时采集桥梁振动信号。
3. 数据处理：对采集到的数据进行滤波、去噪等处理，然后进行频谱分析、时域分析等。
4. 模态特性分析：通过频域分析，得到桥梁的固有频率、阻尼比等模态参数。
5. 结果分析：根据测试结果，评估桥梁结构的安全性和可靠性。
五、实验结果与分析1. 振动加速度分析通过加速度传感器采集到的数据，可以分析桥梁在列车通过时的振动加速度变化。
根据测试结果，桥梁在列车通过时的加速度峰值约为0.1g，满足设计要求。
2. 位移分析通过位移传感器采集到的数据，可以分析桥梁在列车通过时的位移变化。
根据测试结果，桥梁在列车通过时的最大位移约为10mm，满足设计要求。
3. 速度分析通过速度传感器采集到的数据，可以分析桥梁在列车通过时的速度变化。
根据测试结果，桥梁在列车通过时的最大速度约为0.5m/s，满足设计要求。
4. 模态特性分析通过对采集到的数据进行频谱分析，得到桥梁的固有频率、阻尼比等模态参数。
根据测试结果，桥梁的固有频率约为5Hz，阻尼比约为0.02，满足设计要求。
六、结论通过本次桥梁动态测试实验，得到以下结论：1. 桥梁在列车通过时的振动加速度、位移、速度等动态响应参数满足设计要求，桥梁结构的安全性得到保障。
连续梁桥纵向减震性能振动台试验与理论分析
连续梁桥纵向减震性能振动台试验与理论分析近几十年的地震灾害中，连续梁桥结构破坏较为严重。
桥梁消能减震设计作为一种先进的抗震设计方法，在理论上可有效减轻连续梁桥在地震作用下的破坏，但目前尚缺乏足够的强震或试验验证。
因此，为研究来连续梁桥（1个固定墩，3个自由墩）的1、20缩尺比例模型，进行常规设计桥梁和在自由墩顶和桥面主梁之间增置阻尼器桥梁的振动台对比试验。
通过输入青岛人工地震波，从7个方面详细阐述设置黏性阻尼器后，连续梁桥在不同地震烈度下纵向减震效果，并且对实验结果进行理论分析，验证实验结论性，为工程实践及科学研究奠定基础。
1，试验采用南京工业大学的地震模拟振动台作为地震模拟振动台系统。
2，根据实验目的，振动台参数，施工技术等方面的因素，去模型几何相似比系数Si=1/20，裁量的弹性模量相似比系数Se=1/5,并利用增加配重来满足二次荷载的相似关系。
3，利用微粒混凝土结构（C10）来模拟实际桥梁的混凝土结构（C50），用镀锌铁丝来模拟原型结构中的钢筋，作为研究模型材料。
4，模拟尺寸：本模型长7500mm，高1150mm（不含底座），其中桥墩高1000mm，主梁高150mm。
5，模型在每个自由墩墩顶处设置2个聚四氟乙烯支座，3个自由墩共设置6个支座，支座分上下两部分，通过锚筋分别安装在主梁底与自由墩墩顶。
支座顶板为100mm*80mm*7mm的铁板，沿长边方向设有限位装置，这样可以使得支座在纵向自由滑移，而在横向受到了限位装置的约束；支座底板为60mm*60mm*7mm的铁板，内部粘贴不锈钢板，上下班的接触面必须紧密且水平。
支座实际承担最大压应力为2.5MPa，最大纵向滑移位移为13mm，膜材系数在2%以内，满足试验需求。
非线性黏滞阻尼器沿桥梁纵向布置，每个自由墩与主梁之间不知1个，通过“双耳环”装置连接，一端与主梁预埋件锚固，另一端与自由墩墩顶处预埋件锚固。
(mm2.0，α=0.2。
模型阻尼器参数：C=250N//s)6，测点布置：本试验仅沿振动台长边方向激振。
桥梁结构振动模态测试方案详解
桥梁结构振动模态测试方案详解随着城市建设和交通网络的不断发展，桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其结构的稳定性和安全性显得尤为重要。
为了评估桥梁结构的健康状况和振动特性，振动模态测试变得愈发重要。
本文将详细介绍桥梁结构振动模态测试的方案，包括测试原理、步骤以及相关的仪器设备。
1. 测试原理桥梁结构振动模态测试的原理基于结构的自由振动特性。
当桥梁受到外力激励或者内部失稳引起的振动时，桥梁结构会以自由振动频率和模态形状进行振动。
通过对振动信号的采集和分析，可以确定桥梁结构的固有频率、阻尼比和振型等关键参数，从而评估结构的稳定性和安全性。
2. 测试步骤（1）准备工作：在进行振动模态测试前，需要进行一些准备工作。
首先，确定测试对象，即需要测试的桥梁结构，并清理测试区域，确保测试点位能够正常布置。
其次，选择合适的测试仪器设备，包括加速度传感器、振动激励器和数据采集系统等。
（2）传感器布置：根据测试需要，在桥梁结构的合适位置布置加速度传感器。
传感器的数量和位置需要根据桥梁的几何形状和结构特点来确定，一般选取梁端部和中间位置来布置传感器，以获取更全面的振动信息。
（3）振动激励：为了激发桥梁结构的振动，需要使用振动激励器对测试对象进行激励。
振动激励器可以通过施加外部力或者振动源来实现，使得桥梁结构处于激励状态，从而产生自由振动。
（4）数据采集与分析：在桥梁结构受到激励后，采集传感器所得到的振动信号，并通过数据采集系统进行处理和分析。
数据采集系统可以记录振动信号的幅值、频率和相位等信息，并将数据转化为频谱图或模态形状等可视化结果。
（5）测试结果评估：通过对测试结果的评估，可以判断桥梁结构的振动模态特性以及存在的问题。
结合理论计算和振动参数分析，可以进一步评估桥梁结构的健康状况，为后续维护和加固工作提供参考。
3. 测试设备桥梁结构振动模态测试需要使用一系列的仪器设备，以确保测试的准确性和可靠性。
常用的测试设备包括：（1）加速度传感器：用于测量桥梁结构振动的加速度值，常用的传感器类型有压电式和电容式传感器。
桥梁荷载试验振型
桥梁荷载试验振型桥梁荷载试验振型是桥梁结构动态响应分析的重要参数，它反映了桥梁在受到外部荷载作用时，结构振动的形态和特性。
通过对桥梁荷载试验振型的分析，可以了解桥梁结构的刚度、阻尼、固有频率等动力特性，为桥梁的设计、施工和维护提供重要依据。
一、桥梁荷载试验振型的概念振型是指结构在受到外力作用时，各质点产生的振动形态。
在桥梁结构中，振型可以分为主振型和副振型。
主振型是结构振动的主要形态，其振动幅度较大，对结构的动力响应影响较大；副振型是结构振动的次要形态，其振动幅度较小，对结构的动力响应影响较小。
二、桥梁荷载试验振型的获取方法1. 现场实测法：通过在桥梁上设置传感器，记录桥梁在受到外部荷载作用时的结构振动信号，然后对这些信号进行处理和分析，得到桥梁的振型。
现场实测法是一种直接、可靠的方法，但需要较大的人力、物力投入，且受环境条件的影响较大。
2. 数值模拟法：通过建立桥梁结构的有限元模型，对模型施加外部荷载，计算得到桥梁的振型。
数值模拟法可以在计算机上进行，具有成本低、灵活性高的优点，但准确性受模型精度和计算方法的影响。
三、桥梁荷载试验振型的应用1. 桥梁设计：通过对桥梁荷载试验振型的分析，可以了解桥梁结构的刚度、阻尼等动力特性，为桥梁的设计提供依据。
例如，可以通过调整桥梁结构的刚度分布，改善桥梁的振动性能。
2. 桥梁施工：在桥梁施工过程中，可以通过监测桥梁的振型，判断施工质量是否满足要求。
例如，如果发现桥梁的某个部位的振型异常，可能是该部位的施工质量存在问题，需要及时进行整改。
3. 桥梁维护：在桥梁使用过程中，可以通过监测桥梁的振型，评估桥梁的结构健康状况。
例如，如果发现桥梁的某个部位的振型明显增大，可能是该部位的结构出现了损伤或老化，需要进行维修或加固。
4. 桥梁安全评估：通过对桥梁荷载试验振型的分析，可以评估桥梁在受到外部荷载作用时的安全性能。
例如，可以通过计算桥梁的共振频率和主振型，判断桥梁是否可能产生共振破坏。
混凝土桥梁振动检测标准
混凝土桥梁振动检测标准一、前言混凝土桥梁是道路交通建设中常见的结构形式，其在道路运输中具有不可替代的重要作用。
但随着使用年限的增加和外力因素的影响，桥梁的质量和安全性将逐渐受到威胁。
因此，对桥梁的安全监测和评估显得尤为重要。
其中，桥梁振动检测是桥梁安全监测的重要手段之一，本文将针对混凝土桥梁振动检测提出一套全面的标准。
二、检测目的混凝土桥梁振动检测的主要目的是评估桥梁的结构安全性、判断桥梁的损伤程度、预测桥梁的寿命和提出维护和加固建议。
具体包括以下几个方面：1. 判断桥梁的固有频率和阻尼比，从而评估桥梁的结构安全性；2. 监测桥梁的振动响应，判断桥梁是否存在裂缝、位移和变形等损伤；3. 预测桥梁的余寿，提前采取加固和维护措施，延长桥梁的使用寿命。
三、检测方法混凝土桥梁振动检测主要采用非接触式振动测试技术，包括激励源、传感器和信号分析仪三个部分。
其中，激励源用于在桥梁上激励振动，传感器用于检测桥梁振动响应，信号分析仪用于对采集的信号进行处理和分析。
具体方法如下：1. 激励源（1）激励源的选取应考虑桥梁的结构特点和实际情况，一般采用电动锤或震动台；（2）激励源的激励频率应尽量接近桥梁的固有频率，以达到最佳的检测效果。
2. 传感器（1）传感器的选取应考虑桥梁的结构特点和实际情况，一般采用加速度传感器或激光测距仪；（2）传感器的安装位置应考虑桥梁的结构特点和振动响应情况，一般在桥梁上游、下游和中间各选取一个位置安装。
3. 信号分析仪（1）信号分析仪的选取应考虑采集信号的种类和数量，一般采用振动信号分析仪或数据采集系统；（2）信号分析仪的操作人员应具有相关的技能和经验，能够准确采集和分析振动信号。
四、检测参数混凝土桥梁振动检测主要包括以下几个参数：1. 固有频率固有频率是桥梁结构的重要参数，它反映了桥梁结构的刚度和质量特征。
固有频率的测量可以通过激励源在桥梁上激励振动，传感器采集振动响应信号，然后通过信号分析仪进行处理和分析，最终得到桥梁的固有频率。
大学物理实验之桥梁震动
实验报告一、桥梁的驱动1.用手敲击拱桥，在Capstone软件上记录锤击的基频和倍频。
2.将振动器系在桥梁上，使桥梁产生振动。
正弦力驱动桥梁的振动，不断调整振动器振动的频率，直至设置的频率与产生共振时的频率相等（在图中可明显观察出两传感器受力存在极大值，即共振）。
（基频：4.256Hz）（倍频：17.017Hz）找到共振模式的方法：FFT变换（逐步逼近最精确的共振频率）FFT是一种DFT的高效算法，称为快速傅立叶变换（fast Fourier transform）。
FFT算法可分为按时间抽取算法和按频率抽取算法。
从DFT运算开始，说明FFT 的基本原理。
DFT的运算为：（式中）由这种方法计算DFT对于X（K）的每个K值，需要进行4N次实数相乘和（4N-2）次相加，对于N个k值，共需N*N乘和N（4N-2）次实数相加。
改进DFT算法，减小它的运算量，利用DFT中的周期性和对称性，使整个DFT的计算变成一系列迭代运算，可大幅提高运算过程和运算量，这是FFT的基本思想。
最低固有频率：4.256Hz，用更低的频率驱动时，无法使桥梁产生共振。
误差分析：●用驱动器震动桥梁的时候，桥梁的螺丝容易松动，会导致桥梁的固有频率持续下降，可以由实验数据看出此趋势●振动器绑定在桥梁的时候，无法使绑线恰好固定在桥梁上，桥梁的振动频率一般都不同步于振动器的频率，有所延迟●振动器固定的位置不同时，对桥梁的影响也不同●图上选定频率时，有两个相邻的频率受力很相近，难以区分基频二、小车的运动所产生的力的情况小车运动到传感器附近时，由于桥梁的形状发生变化，传感器受力将明显增大。
由于小车行驶到两传感器时的速度不同，传感器检测到最大力的大小也不同。
两传感器的位置不同，出现改变的时间也不同，有一定的时间间隔，约0.76秒。
误差分析：●刚开始时小车自身的重量过轻，使得传感器的变化不大。
经过改进，在小车上放置金属环之后，误差得以减小●小车在撞击路障停止时，对桥梁也会产生影响，这可能是传感器1产生第二个峰值的原因●桥梁的螺丝逐渐变松，导致传感器的图像在多次实验中出现差别。
混凝土桥梁振动动态特性测试方法
混凝土桥梁振动动态特性测试方法混凝土桥梁作为现代交通基础设施的重要组成部分，其结构的稳定性和安全性对于保障交通的顺畅和人民的生命财产安全至关重要。
随着交通荷载的日益增大以及环境因素的不断变化，混凝土桥梁的振动问题逐渐受到重视。
振动动态特性的测试是评估桥梁健康状况的重要手段之一。
本文将探讨混凝土桥梁振动动态特性的测试方法，分析其重要性、挑战以及实现途径。
一、混凝土桥梁振动动态特性概述混凝土桥梁在受到交通荷载、风荷载、地震等外部作用力时，会产生振动响应。
振动动态特性是指桥梁在动态荷载作用下的振动特性，包括频率、振型、阻尼比等参数。
这些参数对于评估桥梁的安全性和耐久性具有重要意义。
1.1 混凝土桥梁振动动态特性的核心内容混凝土桥梁振动动态特性的核心内容主要包括以下几个方面：- 自然频率：桥梁结构在自由振动时的固有频率，反映了桥梁的刚度和质量分布。
- 振型：桥梁振动时的形态，包括横向振动、纵向振动和扭转振动等。
- 阻尼比：桥梁结构振动时能量耗散的能力，与材料特性、结构连接方式等因素有关。
1.2 混凝土桥梁振动动态特性的测试应用混凝土桥梁振动动态特性的测试应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 桥梁健康监测：通过长期监测桥梁的振动动态特性，可以及时发现结构的损伤和退化。
- 桥梁评估与加固：通过对桥梁振动特性的测试，可以评估桥梁的承载能力和耐久性，为桥梁的加固提供依据。
- 桥梁设计优化：振动动态特性的测试结果可以用于指导桥梁设计，优化结构布局和材料选择。
二、混凝土桥梁振动动态特性的测试方法混凝土桥梁振动动态特性的测试方法多种多样，主要包括实验测试和数值模拟两大类。
2.1 实验测试方法实验测试方法是指通过实际测量桥梁在动态荷载作用下的响应来获取振动动态特性的方法。
常用的实验测试方法包括：- 激振法：通过人为施加动态荷载（如锤击、爆炸等）来激发桥梁的振动，然后通过传感器测量桥梁的响应。
- 自由振动法：利用桥梁在受到冲击后产生的自由振动来测量其振动特性。
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记录仪器
第四章 桥梁振动试验
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自由振动衰减法
自由振动衰减法的激励
第四章 桥梁振动试验
用用车突辆释激法励水平激励 用枕木竖向、侧向卷扬激机励
桥墩
断裂器 桥面
用自制土火箭对桩基进行激励 Vasto da gama桥自由振动激振
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自由振动衰减法—求阻尼比公式
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第四章 桥梁振动试验
强迫振动法 大大型型水激振平器激振器：
第四章 桥梁振动试验
空气筒
输气管 空气罐
质量块
从动轮
减速机 驱动轮
盘型制动器 伺服电机
驱动轮
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第四章 桥梁振动试验
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第四章 桥梁振动试验
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第四章 桥梁振动试验
强迫振动法
半功率带宽法求阻尼比
1.测出共振曲线
（扫描、绘制振幅-频率曲线）
2.确定半功率带宽
3.计算阻尼比：
1 2f
( f2
f1)
f 2f
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强迫振动法—悬臂梁振型确定
1.布置激振力和测点
2.测出某共振频率时各 测点振动曲线
3.量出各测点振幅
f=5.889Hz ζ=0.008
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桥梁结构基本振型
强迫振动法 (共振法)
利用激振器械对结构进行连续正弦扫描，根据共振效应，当扫 描频率与结构的某一固有频率相一致时，结构振幅会明显增大， 用仪器测出这一过程，绘出频率—幅值曲线(共振曲线)，通过 曲线可以得到结构的自振特性参数。
自由振动衰减法测振仪器配套框图：
控制仪器 激振器 桥梁结构 拾振器 测振放大器 记录仪器
ynm 阻尼比：
2m
yn
ynm
m5
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第四章 桥梁振动试验
强迫振动法 (共振法)
动力放大系数：
[(1源自u2)
(2u)
2
]
1 2
第四章 桥梁振动试验
β
4
D0
3
2
D 0.2
1
D 0.5
D 1 D 0.7
0
0
1
2
u
3
4
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4.判别各测点相位
（0 - π - 2π)
5.振幅归一化处理，画 振型曲线
5.
4.
A5
A4
3.
2.
1.
激振
A3
A2
A1
第四章 桥梁振动试验
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桥梁结构基本振型
简单桥梁结构振型
第四章 桥梁振动试验
简支梁
悬臂梁
其他梁式桥，如悬臂梁、连续梁等振型基本相同。
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第四章 桥梁振动试验
桥梁自振特性测定 桥梁动力响应测试 桥梁振动试验实例 实验和现场教学
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第四章 桥梁振动试验
概述
桥梁振源: 对引起桥梁振动的风、地震和车辆振动等
振动源（或荷载）的测定。
自振特性: 桥梁自振特性是桥梁结构的固有特性，也
是桥梁振动试验中最基本的测试内容。
动力反应:
yn Aetn sin( tn )
ynm
Ae
(tn
2m
)
sin[
(tn
2m
) ]
yn
m
e e2m
ynm
因： 1 2 当 很小时,
取对数： ln yn 2m
桥梁振源测定
所有引起桥梁振动的外荷载：
• 风荷载（风速、环境风场等）测定 • 地震荷载（震级、加速度等）测定 • 车辆荷载（载重、速度等）测定
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第四章 桥梁振动试验
桥梁自振特性参数测定
桥梁结构自振特性是研究桥梁结构抗震、抗风或抗其他动荷载 的性能和能力的基础。 自振特性参数（动力特性参数、振动模态参数）主要三个参数： 结构自振频率、阻尼比和振型。 它们都由结构形式、建筑材料性能等结构所固有的特性所决定， 与外荷载无关。
第四章 桥梁振动试验
桥梁结构基本振型
三跨连续梁桥结构振型
f=1.641 Hz ζ=0.0139
f=3.369 Hz ζ=0.0077
f=4.190 Hz ζ=0.0110
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第四章 桥梁振动试验
桥梁结构基本振型
四跨简支变连续梁桥结构振型
f=1.699Hz ζ=0.0130 f=2.344Hz ζ=0.0112 f=2.783Hz ζ=0.0101 f=3.164Hz ζ=0.0128 f=3.955Hz ζ=0.0082
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第四章 桥梁振动试验
桥梁结构基本振型
五 跨 连 续 梁 桥 结 构 振 型
f=0.674Hz ζ=0.028 f=1.055Hz ζ=0.025 f=1.406Hz ζ=0.014
f=2.051Hz ζ=0.016
f=2.754Hz ζ=0.012 f=3.721Hz ζ=0.013
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第四章 桥梁振动试验
桥梁自振特性参数测定
自由振动衰减法 强迫振动法 (共振法) 环境随机振动法
｝｛
频率 阻尼比 振型
第四章 桥梁振动试验
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桥梁自振特性参数
自由振动运动方程（ p(t) 0 ）：
my(t) cy(t) ky(t) 0
y Aexp(t) sin( 1 t )
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第四章 桥梁振动试验
自由振动衰减法
给结构一个初位移或初速度使结构产生振动，测结构的 自由振动衰减曲线。通过对该曲线的分析处理可以得到 结构自振特性参数。
自由振动衰减法测振仪器配套框图：
激振力
桥梁结构
拾振器
测振放大器
车辆、风和地震等外荷载作用下桥梁结构 动力反应的测定是评价桥梁结构动力性能 的基本内容之一。
第四章 桥梁振动试验
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概述
试验与传统结构动力学分析之间的关系
计算： (已知)
(计算或假定)
振源
结构
试验： (已知或未知) (实测求得)
(求得)
响应
(实测)
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频率：
k / m 2 2f
f 1 k
2 m
阻尼比：
c / m 2 cc 2m
c c cc 2m
振型： y Y
Tn my Tn mY Tn mnYn
kc
m
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自由振动衰减法 自由振动运动方程： my(t) cy(t) ky(t) 0