国内典型钢桥桥面铺装使用现状调查与分析

模态试验及分析的基本步骤

模态试验及分析的基本步骤 1.动态数据的采集及响应函数分析 首先应选取适当的激励方式。激励方式可以是正弦、随机或瞬态中的任何一种。激励方式不同，相应的模态参数识别方法也不同。目前主要有单输入单输出、单输入多输出和多输入多输出三种方法。然后进行数据采集。对于单输入单输出方法要求同时高速采集输入与输出两个点的信号，用不断移动激励点位置或响应点位置的办法取得振型数据;单输入多输出及多输入多输出的方法要求大量通道数据的高速采集，因此要求大量的振动测量传感器或激振器，试验成本极高。在采集信号数据以后，还要在时域或频域对信号进行处理，例如谱分析、传递函数估计、脉冲响应测量以及滤波、相关分析等。 2.建立结构数学模型 根据己知条件，建立一种描述结构状态及特性的模型，作为计算及参数识别的依据，目前一般假定系统为线性的。由于采用的识别方法不同，数学建模可分为频域建模和时域建模。根据阻尼特性及频率藕合程度又可分为实模态和复模态等。 3.参数识别 按识别域的不同可分为频域法、时域法和混合域法。激励方式不同，相应的识别参数方法也不尽相同。并非越复杂的方法识别的结果越可靠。对于目前能够进行的大多数不是十分复杂的结构，只要取得了可靠的频响数据，用简单的识别方法也可能获得良好的模态参数;反之，即使用最复杂的数学模型、最高级的拟合方法，如果频响测量数据不可靠，识别的结果也不会理想。 4.振型动画 参数识别的结果得到了结构的模态参数模型，即一组固有频率、模态阻尼以及相应各阶模态的振型。但是由于结构复杂，由许多自由度组成的振型的数组难以引起对振动直观的想象，所以必须采用振型动画的办法，将放大的振型叠加到原始的几何形状上。

模态分析实验报告

篇一：模态分析实验报告 模态分析实验报告 姓名：学号：任课教师：实验时间：指导老师：实验地点： 实验1传递函数的测量 一、实验内容 用锤击激振法测量传递函数。 二、实验目的 1) 掌握锤击激振法测量传递函数的方法； 2) 测量激励力和加速度响应的时间记录曲线、力的自功率谱和传递函数； 3) 分析传递函数的各种显示形式（实部、虚部、幅值、对数、相位）及相干函 数； 4) 比较原点传递函数和跨点传递函数的特征； 5) 考察激励点和响应点互换对传递函数的影响； 6) 比较不同材料的力锤锤帽对激励信号的影响； 三、实验仪器和测试系统 1、实验仪器 主要用到的实验仪器有：冲击力锤、加速度传感器，lms lms-scadas ⅲ测试系统，具体型号和参数见表1-1。 仪器名称 型号 序列号 3164 灵敏度 2.25 mv/n 100 mv/g 备注比利时 丹麦 b&k 数据采集和分析系统 lms-scadas ⅲ 2302-10 力锤 加速度传感器 表1-1 实验仪器 2 、测试系统 利用试验测量的激励信号(力锤激励信号)和响应的时间历程信号，运用数字 信号处理技术获得频率响应函数(frequency response function, frf)，得到系统的非参数模型。然后利用参数识别方法得到系统的模态参数。测试系统主要完成力锤激励信号及各点响应信号时间历程的同步采集，完成数字信号的处理和参数的识别。 测量分析系统的框图如图1-1所示。测量系统由振动加速度传感器、力锤和比利时lms公司scadas采集前端及modal impact测量分析软件组成。力锤及加速度传感器通过信号线与scadas采集前端相连，振动传感器及力锤为icp型传感器，需要scadas采集前端对其供电。scadas采集相应的信号和进行信号处理(如抗混滤波，a/d转换等)，所测信号通过电缆与电脑完成数据通讯。图1-1 测试分析系统框图 四、实验数据采集 1、振动测试实验台架 实验测量的是一段轴，在轴上安装了3个加速度传感器，如图1-2所示，轴由四根弹簧悬挂起来，使得整个测试统的频率很低，基本上不会影响到最终的测试结果。整个测试系统如下图所示：a1 a 测点2测点3测点4 图1-2 测试系统图

机械结构实验模态分析实验报告书

《机械结构实验模态分析》实验报告 开课实验室：汽车结构实验室 2019年月日 学院 姓名 成绩 课程 名称 机械结构实验模态分析 实验项目 名 称 机械结构实验模态分析 指导教师 教师评语 教师签名： 年 月 日 机械结构实验模态分析实验报告 一、实验目的和意义 模态分析技术是近年来在国内外得到迅速发展的一门新兴科学技术，广泛应用于航空、航天、机械制造、建筑、汽车等许多领域，在识别系统的动力学参数、动态优化设计、设备故障诊断等许多方面发挥了日益重要的作用。 本实验采用CCDS-1模态分析微机系统，对图1所示的框架结构进行分析。通过该实验达到如下目的： 212019 1817 16 1514 13121110 987 6 5 4 3 222120 20 202090 9090 90 90909090113 113 113 113 113 113 115 115 115 115 图1 框架结构图 详细了解CCDAS-1模态分析微机系统，并熟练掌握使用本系统的全过程，包括 了解测量点和激振点的选择。 了解模态分析实验采用的仪器，实验的连接、安装和调整。 1、 激励振时各测点力信号和响应信号的测量及利用这些测量信号求取传递函数，并分析影响传递 函数精度的因素。 2、 SSDAS-1系统由各测点识别出系统的模态参数的步骤。 3、 动画显示。 4、 灵敏度分析及含义。 通过CCDAS-1模态分析的全部过程及有关学习，能祥述实验模态的一般步骤。 通过实验和分析，大大提高综合分析能力和动手能力。

CCDAS-1系统模态分析的优缺点讨论并提出改进实验的意见。 二、测试及数据处理框图 加速度传感器 力传感器 脉冲锤 四个点由橡胶绳悬挂 1724 打印机 IBM PC 微型计算机 含AD板 CCMAS-1模态分析软件 双通道低 通滤波器 电荷放大器 电荷放大器 图2 测量及数据处理系统框图 三、实验模态分析的基本原理 对于一个机构系统，其动态特性可用系统的固有频率、阻尼和振型来描述，与模态质量和模态刚度一起通称为机械系统的模态参数。模态参数既可以用有限元的方法对结构进行简化得到，也可以通过激振实验对采集的振动数据进行处理识别得到。通过实验数据求取模态参数的方法就是实验模态分析。只要保证测试仪器的精度、实验条件和数据分析处理的精度就能获得高质量的模态参数。 一个线性系统，若在某一点j 施加激振力j F ，系统各点的振动响应为i X 1,2,...,i n =，系统任意两点的传递函数ij h 之间的关系可用矩阵表示如下： 11112122122212()... 0()...()...()...0n n j n n n nn x h h h x h h h F x h h h ωωωω?????? ???????????? =??? ??????????????? ??????M M M O M (1-1) 可记为：{}{}[]X H F = []H 称为传递函数矩阵。其中的任意元素ij h 可以通过激振实验得到 () () i ij j X h F ωω= ()i X ω，()j F ω分别表示响应i X 与激振力j F 的傅立叶变换。 测量方法是给系统施加一有限带宽频率的激振力(冲击也是一有限带宽激振力)，同时测量系统的响应，将力和响应信号进行滤波，A/D 转换并离散采样，进行双通道FFT 变换，计算出激振力j F 与响应i X 之间的传递函数ij h 。 对测量的传递函数进行曲线拟和得到模态参数，一个多自由度系统曲线拟和传递函数的解析式为：* * 1 ()[]n ijk ijk ij k k k r r h S S P S P == - --∑ (1-3)

钢桥面铺装方案及技术要求(优秀工程方案)

钢桥面铺装方案及技术要求——双层日本热拌环氧沥青 1.钢桥面铺装方案及材料 1.1钢桥面铺装结构设计 1.1.1行车道桥面铺装设计 桥面铺装整体结构采用双层环氧沥青混凝土,结合料采用热拌环氧沥青(KD-BEP,原TAF),上层厚度35米米,下层厚度40米米.环氧沥青混凝土具有良好的高温稳定性和抗疲劳性能,铺装上层、下层均选用环氧沥青混凝土.同时,为了保证环氧沥青混凝土铺装上下层之间的结合力,在铺装上、下层之间涂布环氧树脂粘结剂.中山小榄水道跨线桥钢桥面铺装体系如下： 钢桥面行车道铺装结构见图1.1.桥面铺装设计总厚度75米米,结构组成为：40米米环氧沥青混凝土上面层(EA-10,粗级配)+ 0.6千克/米2环氧树脂粘结层+ 35米米环氧沥青混凝土下面层(EA-10,细级配)+0.4千克/米2环氧树脂防水粘结层. 图1.1 行车道环氧沥青混凝土铺装结构简图 钢桥面板在施工、营运过程中一般会发生锈蚀,为保护桥梁结构的耐久性,在铺装前应对钢桥面进行喷砂除锈处理.根据喷砂除锈国标GB8923-2011,要求钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级,即“非常彻底的喷砂除锈,钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,任何的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑”.同时,为保证防腐层与钢桥面的附着力,要求钢桥面板喷砂除锈后粗糙度达到50～100μ米.环氧富锌漆对钢板有很好的防腐作用,要求在喷砂除锈后4h以内,喷涂环氧富锌漆.

防水粘结层采用环氧树脂粘结剂,该材料是高韧性环氧树脂系的钢桥面防水粘结剂,具有良好层间结合力和水稳性.其特点为两阶段固化反应,在初期硬化后,受经过热沥青混合料的热量影响能迅速融化,通过压路机碾压后,铺装层与钢板形成有效粘结.针对铺装层一体化性能要求,结合铺装结构体系,采用环氧树脂粘结剂作为防水粘结层材料. 1.2铺装材料、混合料组成及性能要求 1.2.1行车道环氧沥青混凝土铺装 (1)环氧富锌漆 钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级、粗糙度达到50-100μ米后,喷涂环氧富锌漆,环氧富锌漆性能指标见表1.1. 表1.1 环氧富锌漆性能指标 (2)环氧粘结剂 环氧粘结剂由环氧树脂(主剂)和固化剂(硬化剂)组成,主剂和固化剂按质量比50:50混合,其基本物理性能和指标应满足表1.2和1.3的相关要求 表1.2 环氧粘结剂主剂的物理性能和技术指标

试验模态分析的两种方法

试验模态分析的两种方法 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械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。通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。模态分析最终目标在是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 试验模态分析主要有以下两种方法,OROS模态分析软件MODEL 2 完全具备了这两种常用的模态方 法。 锤击法模态测试 用于满足锤击法结构模态试验，以简明、直观的方法测量和处理输入力和响应数据，并显示结果。提供两种锤击方法：固定敲击点移动响应点和固定响应点移动敲击点。用力锤来激励结构，同时进行加速度和力信号的采集和处理，实时得到结构的传递函数矩阵。能够方便地设置测量参数，如触发量级、测量带宽和加窗类型，同时对最优的设置提供建议指导。 激振器法模态测试 主要是通过分析仪输出信号源来控制激振器，激励被测试件，输出信号有先进扫频正弦，随机噪声，正弦，调频脉冲等信号。支持单点激励（SIMO）与多点同时激励法(MIMO)。 1）几何建模 结构线架模型生成，节点数和部件数没有限制，测量点DOF自动加到通道标示；建立几何模型，以3维方式显示测量和分析结果。结构模型可以作为单个部件的装配，及采用不同的坐标系（直角、圆柱、球体坐标系），要求除点的定义外，还可定义线和面，真实的显示试验结构。结构线架模型生成，节点数和部件数没有限制，测量点自由度自动加到通道标示。

悬臂梁地振动模态实验报告材料

实验 等截面悬臂梁模态测试实验 一、 实验目的 1. 熟悉模态分析原理； 2. 掌握悬臂梁的测试过程。 二、 实验原理 1. 模态分析基本原理 理论上，连续弹性体梁有无限多个自由度，因此需要无限多个连续模型才能描述，但是在实际操作中可以将连续弹性体梁分为n 个集中质量来研究。简化之后的模型中有n 个集中质量，一般就有n 个自由度，系统的运动方程是n 个二阶互相耦合（联立）的常微分方程。这就是说梁可以用一种“模态模型”来描述其动态响应。 模态分析的实质，是一种坐标转换。其目的在于把原在物理坐标系统中描述的响应向量，放到所谓“模态坐标系统”中来描述。这一坐标系统的每一个基向量恰是振动系统的一个特征向量。也就是说在这个坐标下，振动方程是一组互无耦合的方程，分别描述振动系统的各阶振动形式，每个坐标均可单独求解，得到系统的某阶结构参数。 多次锤击各点，通过仪器记录传感器与力锤的信号，计算得到第ｉ个激励点与定响应点（例如点2）之间的传递函数 ω ，从而得到频率响应函数矩阵中的一行 频响函数的任一行包含所有模态参数，而该行的r 阶模态的频响函数 的比值，即为r 阶模态的振型。 2. 激励方法 为进行模态分析，首先要测得激振力及相应的响应信号，进行传递函数分析。传递函数分析实质上就是机械导纳，i 和j 两点之间的传递函数表示 [] ∑==N r iN r i r i r H H H 1 21 ... [] Nr r r N r r r r ir k c j m ???ωω? (2112) ∑ =++-=[]{}[] T r ir N r r iN i i Y H H H ??∑==1 21 ...

模态分析实验报告

模态分析实验报告 姓名： 学号： 任课教师： 实验时间： 指导老师： 实验地点：

实验1 传递函数的测量 一、实验内容 用锤击激振法测量传递函数。 二、实验目的 1)掌握锤击激振法测量传递函数的方法； 2)测量激励力和加速度响应的时间记录曲线、力的自功率谱和传递函数； 3)分析传递函数的各种显示形式（实部、虚部、幅值、对数、相位）及相干函 数； 4)比较原点传递函数和跨点传递函数的特征； 5)考察激励点和响应点互换对传递函数的影响； 6)比较不同材料的力锤锤帽对激励信号的影响； 三、实验仪器和测试系统 1、实验仪器 主要用到的实验仪器有：冲击力锤、加速度传感器，LMS LMS-SCADAS Ⅲ测试系统，具体型号和参数见表1-1。 仪器名称型号序列号灵敏度备注 数据采集和分析系统LMS-SCADAS Ⅲ比利时力锤2302-10 3164 2.25 mV/N 加速度传感器100 mV/g 丹麦B&K 表1-1 实验仪器 2 、测试系统 利用试验测量的激励信号(力锤激励信号)和响应的时间历程信号，运用数字信号处理技术获得频率响应函数(Frequency Response Function, FRF)，得到系统的非参数模型。然后利用参数识别方法得到系统的模态参数。测试系统主要完成力锤激励信号及各点响应信号时间历程的同步采集，完成数字信号的处理和参数的识别。 测量分析系统的框图如图1-1所示。测量系统由振动加速度传感器、力锤和比利时LMS公司SCADAS采集前端及Modal Impact测量分析软件组成。力锤及加速度传感器通过信号线与SCADAS采集前端相连，振动传感器及力锤为ICP

随机振动试验报告

随机振动试验报告 高等桥梁结构试验报告 讲课老师: 张启伟(教授) 姓名: 史先飞 学号: 1232627 试验报告 1 试验目的 1.过试验进一步加深对结构模态分析理论知识的理解; 2.熟悉随机振动试验常用仪器的性能与操作方法; 3.复习和巩固随机振动数据测量和分析中有关基本概念; 4.掌握通过多点激振、单点拾振的方法，利用DASP2005软件进行模态分析的基本操作步骤。

2 试验仪器和设备 1. ZJY-601振动与控制教学实验仪系统(ZJY-601A型振动教学实验仪、激励锤、YJ9-A型压电型加速度传感器等)。 2. DASP 16通道接口箱。 3. 装有“DASP2005智能数据采集和信号分析系统”软件的PC机。 4. 有关设备之间的联接电缆。 3 试验原理 3.1模态叠加原理 N自由度线性振动系统的运动微分方程是一组耦合的方程组: 引入模态矩阵Φ和模态坐标(广义坐标或主坐标)q，使X= Φq。 如果阻尼矩阵能对角化，方程组即可解耦: 解耦后的第i个方程为: 可见，采用固有振型描述振动的模态坐标后，N自由度线性振动系统的振动响应可以表示为N阶模态响应的叠加。 3.2实模态理论 实模态理论建立在无阻尼的假设基础上。在实模态理论中，模态频率就是系统的无阻 ,尼模态固有频率错误～未找到引用源。;而固有振型矩阵中的各元素都是实数，它们之间i 的相位差是0?或180?。 系统在P点激励，l点测量的频响函数为:

K,,式中，称为频率比，，为模态固有频率。当，则: ,,,,,/,,,iiiiiMi 取频响函数矩阵的一列或一行，如第P列，就可确定振动系统的全部动力特性(模态参数)。 3.3伪实模态理论 某些有阻尼振动系统有时会出现与实模态一样的实数振型，而非复数振型，但其模态 2,,,,,1固有频率为，具有这种性质的振动系统的模态称为伪实模态。伪实模态理diii 论仅适应于阻尼矩阵可解耦，即可采用固有振型矩阵正交化模态称为伪实模态。在伪实模态下，各测点的相位差都是0?或180?。 伪实模态理论仅适应于阻尼矩阵可解耦，即可采用固有振型矩阵正交化的情况。一般情况下，阻尼矩阵对角化的充要条件为: 上式也是有阻尼振动系统方程解耦的充要条件。 总之，H(ω)建立了模态参数与频响函数的关系。因此，利用实验测出的H(ω) 值，即可计算出系统的模态参数。根据频响函数的互易定理及模态理论，只需 H(ω)矩阵的一列(或一行)即可求出全部模态参数。

钢桥的桥面铺装材料特点与技术

钢桥的桥面铺装材料特点与技术 摘要: 本文论述了目前国内外应用较为广泛的三种钢桥面铺装材料特点与技术，并对这三类铺装材料与技术进行了对比分析，旨在对钢桥桥面施工提供有一定的参考。 关键词：钢桥桥面铺装；施工；技术对比 0.前言 21世纪后，我国的交通运输事业也驶入“快车道”。交通量的急剧增加和重载超载现象，致使桥面铺装层的破坏日趋严重。钢桥具有很多显著的特点，致使钢桥桥面铺装也不同于其他桥梁，因此研究钢桥桥面铺装对于提高桥面行车的舒适性、安全性十分有必要。我国对钢桥桥面铺装技术的研究已有十余年，较为成熟的技术有三大类：浇筑式沥青混凝土铺装、SMA铺装、环氧沥青混凝土铺装。 1.材料组成特点 1.1 浇注式混凝土沥青 浇注式沥青混凝土是采用硬质沥青和道路沥青配合使用，添加矿粉，与粗细集料在超过220℃的高温下，经长时间拌和，配制成的一种既粘稠又有良好流动性的沥青混合料。其中，硬质沥青是由普通石油沥青与特立尼达湖沥青等天然沥青以适当比例混合而成。 由于混合料中的骨料处于悬浮状态，且细集料、矿粉、沥青的含量均很高，内部空隙不连续，浇注式沥青混凝土具有不透水、耐冻融、耐油和抗老化等特点。同时，因为沥青混凝土变形能力强，与桥面变形有很好的随从性，整体性优良，因此浇注式沥青混凝土具有优良的抗低温开裂与抗疲劳开裂性能，适用于大中型桥梁，尤其是大跨径斜拉桥和悬索桥的桥面铺装。 1.2 SMA SMA即沥青玛蹄脂碎石，是沥青、矿粉、纤维稳定剂及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料，充填于间断级配的粗集料碎石骨架的间隙而形成的一种沥青混合料。简单的说：SMA是由互相嵌挤的粗集料骨架和沥青玛蹄脂两大部分组成的。 沥青玛蹄脂碎石混合料是一种典型的骨架型密实结构，抗变形能力强，耐久性较好。由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的抵抗高温变形的能力，同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。纤维稳定剂的添加，使沥青结合料保持高粘度，其摊铺和压实效果较好。间断级配在表面形成大孔隙，构造深度大，抗滑性能好。同时混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好，从而全面提高了沥青混合料的桥面性能。

模态分析实验报告

研究生学院 机械工程专业硕士结课作业 课程题目：机械结构模态分析实验 指导老师： 姓名： 学号： 2015年08月23日

一、概述 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械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。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模态分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。 振动模态是弹性结构固有的、整体的特性。通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内的各阶主要模态的特性，就可以预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下产生的实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备故障诊断的重要方法。 机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动模态各不相同。模态分析提供了研究各类振动特性的一条有效途径。首先，将结构物在静止状态下进行人为激振，通过测量激振力与响应并进行双通道快速傅里叶变换（FFT）分析，得到任意两点之间的机械导纳函数（传递函数）。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合，识别出结构物的模态参数，从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理，在已知各种载荷时间历程的情况下，就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应谱。 模态分析的经典定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。模态分析的最终目标是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 模态分析技术的应用可归结为以下几个方面： 1) 评价现有结构系统的动态特性； 2) 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计； 3) 诊断及预报结构系统的故障； 4) 控制结构的辐射噪声； 5) 识别结构系统的载荷 二、实验的基本过程 1、动态数据的采集及频响函数或脉冲响应函数分析 （1）激励方法。试验模态分析是人为地对结构物施加一定动态激励，采集各点的振动响应信号及激振力信号，根据力及响应信号，用各种参数识别方法获取模态参数。激励方法不同，相应识别方法也不同。目前主要由单输入单输出（SISO）、单输入多输出（SIMO）多输入多输出（MIMO）三种方法。以输入力的信号特征还可分为正弦慢扫描、正弦快扫描、稳态随机（包括白噪声、宽带噪声或伪随机）、瞬态激励（包括随机脉冲激励）等。 （2）数据采集。SISO方法要求同时高速采集输入与输出两个点的信号，用不断移动激励点位置或响应点位置的办法取得振形数据。SIMO及MIMO的方法则要求大量通道数据的高速并行采集，因此要求大量的振动测量传感器或激振器，试验成本较高。 （3）时域或频域信号处理。例如谱分析、传递函数估计、脉冲响应测量以及滤波、相关分析等。

ERS钢桥面铺装技术简介

ERS钢桥面铺装技术 江苏省交通科学研究院 2013年

1、国内主要钢桥面铺装技术 钢桥面铺装是一项世界性的难题，一直是大桥建设重点和难点。国内对钢桥面铺装技术研究起步较晚，于2000年左右引进了浇注式沥青钢桥面铺装、环氧沥青钢桥面铺装等钢桥面铺装技术，随着国内对钢桥面铺装技术研究的不断深入，国内也自主开发了ERS钢桥面铺装技术，截止目前也主要形成了双层环氧沥青、复合浇注式和ERS三大主流的钢桥面铺装技术形式。 （1）浇注式沥青钢桥面铺装 以德国、日本为代表的高温拌和浇注式沥青混合料（Guss asphalt）方案；以英国为代表的沥青玛蹄脂混合料（Mastic asphalt）方案，也可以归于高温拌和型沥青混凝土，其典型结构见下图。 （1）英国单层浇注式（2）德国浇注式（3）日本浇注式 图1-1浇注式沥青钢桥面铺装典型结构 高温拌和浇注式沥青混合料铺装层和沥青玛蹄脂混合料铺装层的主要优点是：空隙率接近零，具有优良的防水、抗老化性能，无需设置防水层；抗裂性能强，对钢板的追从性较好。 其主要缺点是：高温稳定性差，动稳定度只有300次以上，易形成车辙；且施工需要专用设备，包括专用摊铺机和高温拌和运输cooker车，施工组织较为复杂；施工时混合料的温度达到240℃以上，对桥梁的影响不容忽视。浇注式钢桥面铺装技术适用于夏季温度不太高的国家和地区，如德国、英国、北欧等一些国家，浇注式钢桥面铺装技术在日本的应用也较为广泛。 （2）以美国为代表的环氧沥青（Epoxy asphalt）铺装方案 环氧沥青混合料铺装层主要优点是：铺装强度高、整体性好、高温时抗塑流和永久

变形能力很强，低温抗裂性能很好；具有很好的抗疲劳性能；具有较好的抵抗化学物质侵蚀的能力，其典型结构见下图1-2。 图1-2 双层环氧结构 主要缺点是：环氧沥青价格较高，关键技术多被国外大企业产品控制；环氧沥青混合料的配制工艺比较复杂，施工结束后需要30天左右的养护时间；环氧沥青混合料施工中对时间和温度要求十分严格，对施工环境要求苛刻，施工难度大，易造成破坏，图1-3所示为环氧沥青铺装的典型病害。 此外，环氧沥青铺装养护时间长，修复难度大，目前针对环氧沥青出现损坏后的修复方法还没有；环氧沥青铺装工后表面光滑，宏观构造深度小，特别是雨天行车安全性相对较差。 （1）鼓包病害（2）裂缝病害 图1-3 环氧沥青钢桥面铺装病害 （3）ERS钢桥面铺装方案 ERS钢桥面铺装技术是基于对国内钢桥面铺装破坏机理分析的基础上，提出的基于解决桥面铺装与钢板协同受力的创新型组合式铺装结构，是国内自主创新的研究成果，是更加适合中国国情的创新型组合式铺装结构。

最新模态试验及分析的基本步骤

模态试验及分析的基本步骤 1 1.动态数据的采集及响应函数分析 2 首先应选取适当的激励方式。激励方式可以是正弦、随机或瞬态中的任何一种。激3 励方式不同，相应的模态参数识别方法也不同。目前主要有单输入单输出、单输入多4 输出和多输入多输出三种方法。然后进行数据采集。对于单输入单输出方法要求同时5 高速采集输入与输出两个点的信号，用不断移动激励点位置或响应点位置的办法取得6 振型数据;单输入多输出及多输入多输出的方法要求大量通道数据的高速采集，因此要7 求大量的振动测量传感器或激振器，试验成本极高。在采集信号数据以后，还要在时8 域或频域对信号进行处理，例如谱分析、传递函数估计、脉冲响应测量以及滤波、相9 关分析等。 10 2.建立结构数学模型 11 根据己知条件，建立一种描述结构状态及特性的模型，作为计算及参数识别的依 12 据，目前一般假定系统为线性的。由于采用的识别方法不同，数学建模可分为频域建13 模和时域建模。根据阻尼特性及频率藕合程度又可分为实模态和复模态等。 14 3.参数识别 15 按识别域的不同可分为频域法、时域法和混合域法。激励方式不同，相应的识别参16 数方法也不尽相同。并非越复杂的方法识别的结果越可靠。对于目前能够进行的大多17 数不是十分复杂的结构，只要取得了可靠的频响数据，用简单的识别方法也可能获得18 良好的模态参数;反之，即使用最复杂的数学模型、最高级的拟合方法，如果频响测量19 数据不可靠，识别的结果也不会理想。 20 4.振型动画 21 参数识别的结果得到了结构的模态参数模型，即一组固有频率、模态阻尼以及相应22 各阶模态的振型。但是由于结构复杂，由许多自由度组成的振型的数组难以引起对振23

有限元模态分析报告实例

ANSYS 模态分析实例 5.2ANSYS 建模 该课题研究的弹性联轴器造型如下图 5.2 : 图勺2弹性联轴器 1-联接柴油机大铁圈；茁橡胶膜片；3-联接电动机小铁圈 在ANSYS 中建立模型，先通过建立如 5.2所式二分之一的剖面图，通过绕中轴线 旋转建立模拟模型如下图 5.3资料个人收集整理，勿做商业用途 _.:q: 4 1(. 片三 _」」_止

5.3单元选择和网格划分 由于模型是三给实体模型，故考虑选择三维单元，模型中没有圆弧结构，用六面体单元划分网格不会产生不规则或者畸变的单元，使分析不能进行下去，所以采用六面体单元。经比较分析，决定采用六面体八结点单元SOLID185，用自由划分的方式划 分模型实体。课题主要研究对象是联轴器中橡胶元件，在自由划分的时候，中间件2 网格选择最小的网格，smart size设置为1,两端铁圈的smart size设置为6,网格划分 后模型如图5.4。资料个人收集整理，勿做商业用途 5.4边界约束 建立柱坐标系R- &Z,如5-5所示，R为径间，Z为轴向

选择联轴器两个铁圈的端面，对其面上的节点进行坐标变换，变换到如图5.5所示的柱坐标系，约束节点R，Z方向的自由度，即节点只能绕Z轴线转资料个人收集整理，勿做商业用途 5.5联轴器模态分析 模态分析用于确定设计中的结构或者机器部件振动特性（固有频率和振型），也是瞬态变动力学分析和谐响应分析和谱分析的起点。资料个人收集整理，勿做商业用途在模态分析中要注意：ANSYS模态分析是线性分析，任何非线性因素都会被忽略。因此在设置中间件2的材料属性时，选用elastic材料。资料个人收集整理，勿做商业用途 5.5.1联轴器材料的设置 材料参数设置如下表5-1 : 表5.1材料参数设置 表5.1材料参数设置 5.5.2联轴器振动特性的有限元计算结果及说明 求解方法选择Damped方法，频率计算结果如表5-2，振型结果为图5.6： 表5.2固有频率

钢桥面铺装典型结构技术手册

钢桥面铺装典型结构 技术手册 2008年12月

目录 一、前言 (3) 1.1 钢桥面铺装的特性 (3) 1.2 钢桥面铺装的基本性能要求 (3) 1.3 合理的钢桥面铺装结构 (3) 1.4 钢桥面铺装各层的作用和要求 (3) 二、推荐的钢桥面铺装方案 (4) 1. 钢桥面铺装结构一： 采用不同防水粘结体系的双层SMA或AC铺装结构） (5) 1.1 采用不同防水粘结体系的双层SMA或AC铺装结构(a) (5) 1.2 采用不同防水粘结体系的双层SMA或AC铺装结构(b) (6) 1.3 采用不同防水粘结体系的双层SMA或AC铺装结构(c) (8) 2. 钢桥面铺装结构二： 采用不同防水体系的国产环氧沥青混凝土（EA）铺装结构 (9) 2.1 国产环氧沥青混凝土（EA）铺装结构(a) (9) …………………………………….....................112.3 国产环氧沥青混凝土（EA）铺装结构 (c) (13) 3. 钢桥面铺装结构三： 使用不同防水粘结体系的浇注式沥青混凝土铺装结构 (14) 3.1 使用不同防水体系的浇注式沥青混凝土铺装结构(a) (14) 3.2 使用不同防水体系的浇注式沥青混凝土铺装结构(b) (16) 3.3 使用不同防水体系的浇注式沥青混凝土铺装结构(c) (17) 4. 重载交通钢桥面铺装方案 (19) 四、典型结构的对比及选择 (20)

钢桥面铺装典型结构技术手册 一、前言 1.1 钢桥面铺装的特性 1）正交异性钢桥面铺装受力模式独特； 2）钢桥面板对防腐要求极高； 3）钢桥面铺装的使用条件往往更加恶劣。 1.2钢桥面铺装的基本性能要求 1）优良的使用性能，包括安全性和行车舒适性； 2）优良的防锈、防水性能，保护桥面板； 3）优良的层间结合状态； 4）优良的抗疲劳开裂性能； 5）优良的抗车辙性能； 6）对桥面变形有良好的追从性； 7）优良的抗老化能力； 8）优良的抗水损害能力。 1.3合理的钢桥面铺装结构 桥面铺装结构层设计与桥梁结构类型、受力的特点、交通量与组成、气候环境条件密切相关。合理的钢桥面铺装结构应如图1.1所示。 图1.1 钢桥面铺装典型结构 1.4钢桥面铺装各层的作用和要求

机床实验模态分析综述

机床的模态分析方法综述 甄真 (北京信息科技大学机电工程学院，北京100192) 摘要：模态分析是研究机械结构动力特性的一种近代方法，是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。机床在工作时,由于要承受各种变载荷而产生振动,其精度和寿命会受到影响。因此有必要对机床进行模态分析,了解其动态特性,以便进一步分析和改进。本文概述了模态分析的概念、研究意义及发展历史，介绍了机床模态分析的研究现状, 从理论方法与试验方法两方面指出了其关键技术以及研究发展方向。 关键词：模态分析；动态特性；机床；理论方法；实验方法 Summary of the model analysis method of machine tool ZHEN Zhen (Beijing Information Science & Technology University, Mechanical and Electrical Engineering College, Beijing, 100192) Abstract：Modal analysis is a modern method to study the dynamic characteristics of mechanical structure. It’s an important method in structure dynamic design and fault diagnosis of equipment.Its accuracy and lifetime will be affected due to withstand all kinds of variable load and vibration when the machine tool works.So it is necessary to make modal analysis and to understand the dynamic characteristics for machine tool in order to further analyze and improve. This paper summarizes the concept, significance and history of modal analysis and introduces the research status of model analysis of machine tool. It also points out the key technology and research direction in this field from two aspects of theoretical method and experimental method. Key words:model analysis; dynamic characteristics; machine tool; theoretical method; experimental method 0 引言 模态是指机械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。模态分析是一种研究机械结构动力的方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析法搞清楚了结构物在某一个易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法[1]。 模态分析将构件的复杂振动分解为许多简单而独立的振动，并用一系列模态参数来表征的过程。根据线性叠加原理，一个构件的复杂振动是由无数阶模态叠加的结果。在这些模态中。模态分析最终目标是识别出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。模态分析主要分为3类方法：一是，基于计算机仿真的有限元分析法；二是，基于输入(激励)输出(响应)模态试验的试验模态分析法；三是，基于仅有输出(响应)模态试验的运行模态分析法。有限元分析属结构动力学正问题，但受无法准确描述复杂边界条件、结构物理参数和部件连接状态等不确定性因素的限制难以达到很高的精度。第二、三类方法属结构动力学反问题，基于真实结构的模态试验。因而能得到更准确

钢桥面铺装方案及技术要求 双层日本热拌环氧沥青

1.钢桥面铺装方案及材料 1.1钢桥面铺装结构设计 1.1.1行车道桥面铺装设计 桥面铺装整体结构采用双层环氧沥青混凝土，结合料采用热拌环氧沥青（KD-BEP，原TAF），上层厚度35mm，下层厚度40mm。环氧沥青混凝土具有良好的高温稳定性和抗疲劳性能，铺装上层、下层均选用环氧沥青混凝土。同时，为了保证环氧沥青混凝土铺装上下层之间的结合力，在铺装上、下层之间涂布环氧树脂粘结剂。中山小榄水道跨线桥钢桥面铺装体系如下： 钢桥面行车道铺装结构见图1.1。桥面铺装设计总厚度75mm，结构组成为：40mm环氧沥青混凝土上面层（EA-10，粗级配）+ 0.6kg/m2环氧树脂粘结层+ 35mm环氧沥青混凝土下面层（EA-10，细级配）+0.4kg/m2环氧树脂防水粘结层。 图1.1 行车道环氧沥青混凝土铺装结构简图 钢桥面板在施工、营运过程中一般会发生锈蚀，为保护桥梁结构的耐久性，在铺装前应对钢桥面进行喷砂除锈处理。根据喷砂除锈国标GB8923-2011，要求钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级，即“非常彻底的喷砂除锈，钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑”。同时，为保证防腐层与钢桥面的附着力，要求钢桥面板喷砂除锈后粗糙度达到50～100μm。环氧富锌漆对钢板有很好的防腐作用，要求在喷砂除锈后4h以内，喷涂环氧富锌漆。 防水粘结层采用环氧树脂粘结剂，该材料是高韧性环氧树脂系的钢桥面防水粘结剂，具有良好层间结合力和水稳性。其特点为两阶段固化反应，在初期硬化

后，受经过热沥青混合料的热量影响能迅速融化，通过压路机碾压后，铺装层与钢板形成有效粘结。针对铺装层一体化性能要求，结合铺装结构体系，采用环氧树脂粘结剂作为防水粘结层材料。 1.2铺装材料、混合料组成及性能要求 1.2.1行车道环氧沥青混凝土铺装 （1）环氧富锌漆 钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级、粗糙度达到50-100μm后，喷涂环氧富锌漆，环氧富锌漆性能指标见表1.1。 表1.1 环氧富锌漆性能指标 （2）环氧粘结剂 环氧粘结剂由环氧树脂（主剂）和固化剂（硬化剂）组成，主剂和固化剂按质量比50:50混合，其基本物理性能和指标应满足表1.2和1.3的相关要求 表1.2 环氧粘结剂主剂的物理性能和技术指标

钢桥面沥青铺装简介

钢桥面沥青铺装简介 李宇峙教授、博导 长沙理工大学 2005年6月

一、钢桥面沥青铺装发展概况 现代建筑结构在高度与跨度上不断取得突破，桥梁结构跨径的不断增大充分展示了工程技术人员的聪明才智。钢桥面板有利于减轻恒载和发挥空间结构的特性，是大跨径桥梁首选的结构形式。但同时，钢桥面板光滑、柔韧、局部变形大、动力特性复杂、热容小等特点也对桥面铺装提出了严格的要求。 沥青铺装较水泥混凝土铺装具有轻、柔、防水、易修复等特性，是钢桥面，特别是大跨径钢桥桥面铺装的首选材料，在国内外得到广泛应用。在材料上，沥青铺装也从传统密级配混凝土向改性沥青SMA、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土、橡胶沥青混凝土等多方向快速发展。 国外钢桥面铺装方面的研究起步较早，取得了一些适合各自具体国情的铺装结构与材料，国内一方面引进国外的先进经验，一方面深入研究复合我国国情的铺装结构并自主开发研制相关的铺装关键材料。 二、钢桥面沥青铺装的特点 1.桥梁恒载的限制，铺装层不宜超过7cm 2.铺装体系处于随时都在变形的基础上 3.钢桥变形直接影响铺装体系的工作状态 4.铺装体系更容易受环境温度的影响 5.铺装层表面局部承受较大的拉应变 6.铺装层内部及层间承受较大的剪应力 7.钢板表面光滑，需要特殊的界面材料保证层间连续 三、钢桥面沥青铺装基本要求 1.应具备良好的疲劳抗开裂性能以承受反复的复杂变形 2.应具备优良的高温稳定性能，以满足高达70℃左右的高温使用条件要求 3.具有完善的防排水体系。以保证钢板不被侵蚀 4.具备良好的层间结合，保证铺装与桥面板的协同作用 5.对钢板变形具备良好的追从性，以适应钢板变形 6.良好的平整度与抗滑性能 四、国内钢桥面铺装使用现状

钢桥桥面铺装设计说明 (Elinminator+SMA+SMA)

钢桥桥面铺装设计施工说明 1.概述 2.技术标准及设计依据 2.1 道路等级： 2.2 设计车速： 2.3 设计荷载： 2.4 设计年限： 2.5设计规范 2.6 设计交通量（累计标准轴载）： 2.7自然气候：桥位区气象特征表 3.钢桥面铺装设计使用条件 3.1 钢桥面铺装使用温度确定 3.2 钢桥面板结构参数 3.3 桥面沥青铺装设计要求 （1）沥青铺装层要求具有良好的抗车辙性能 钢桥面的热储作用使得沥青铺装层的温度显著高于路面面层的温度。因此，如何保证桥面沥青铺装层在重交通荷载作用下具有较高的高温稳定性，以期能够有效地防止或延缓沥青铺装层车辙的出现，是桥面铺装设计的技术关键。 （2）沥青铺装层要求具有良好的抗疲劳开裂性能 在交通荷载作用下，桥面铺装层要随同钢板变形，而产生反复的挠曲变形，特别是在钢板U形加劲肋顶部对应的铺装表面将产生反复弯曲应力（应变）而开裂。因此，铺装设计要重点考虑沥青铺装层的抗疲劳开裂性能。 （3）沥青铺装层与钢板之间应具有良好的层间结合能力 交通荷载作用下，桥面铺装层与钢板要同步变形；气候环境条件作用下，沥青铺装结构层以及钢板要产生不同的温缩变形，这使得各结构层（包括钢板）之间产生较大的弯拉应力和剪切应力，并导致层间脱离，引起铺装层破坏。因此，要求沥青铺装层与钢板之间必须具有良好的层间结合力。 （4）沥青铺装层对桥面板等钢结构应具有良好的保护作用 水极易导致钢板锈蚀，降低铺装结构层的耐久性和桥梁钢结构的使用寿命。因此，在铺装设计中，还要重点考虑铺装结构体系对钢板的保护作用和防腐作用。 （5）沥青铺装具有良好的抗滑性能 桥面铺装面层抗滑性能的好坏，对交通安全有重要作用，桥面铺装设计应考虑保证具有良好的抗滑性能，以确保交通安全。 4. 钢桥面铺装结构设计 钢桥面铺装行车道结构设计钢桥面行车道铺装层厚度考虑功能要求的不同，分多层设计，铺装结构见图4.1。 图4.1 钢桥面铺装结构示意图 钢桥面板在施工、营运过程中一般会发生锈蚀，为保护桥梁结构的耐久性，在铺装前应对钢桥面进行喷砂除锈处理。根据喷砂除锈国标GB8923-88，要求钢桥面喷砂除锈清洁度达到Sa2.5级，即“非常彻底的喷射除锈，钢材表面无可见的油脂、

钢桥面铺装技术文献综述

一、政策与趋势 当前，我国钢产量出现结构性过剩，作为钢产量第一的大国，2015年，全国钢铁产能12亿吨，实际年产量在8亿吨。“十二五”期间，我国钢结构用钢量占钢产量的比例为5%~6%。 据统计，截止2014年底，全国钢结构桥梁和钢-混组合结构桥梁分别只有584座和1293座，数量占比分别仅为0.08%和0.17%，其钢材消耗分别仅占桥梁建设用钢量的1.17%和1.55%。而在国外，日本13万座桥梁中，钢桥约占41%；美国60万座桥梁中，钢桥占35%；法国钢桥和钢-混组合桥梁占比达到85%。以2014年数据测算，公路桥梁钢桥占比约为1%，若提高到10%，则可增加用钢量约353万吨/年；铁路钢桥目前占比为0.7%，若提高到10%，则可增加用钢量约483万吨/年。扣除减重（按3%计），两类钢桥每年合计可以增加810万吨用钢量。这对于缓解钢材产能过剩压力，以及未来废砼桥每年10吨/米建筑垃圾的环保压力将起到很大的积极作用。 与砼桥相比，钢桥拥有诸多优点：自重轻，节约基础投资；制造与基础同步，工期短；耐候钢解决了防锈养护问题，材质无老化，寿命长；废旧钢材是绿色资源(回炉低碳)，无建筑垃圾等。在国家大力推进供给改革，大力推进绿色环保、节能减排，全行业大力推行全寿命理念的大背景下，公路行业与钢铁行业联手，加快钢结构桥梁在公路的推广应用，意义重大。 二、发展基础 钢桥面铺装是一个世界性的难题，世界各国均对钢桥面铺装投入了较大的精力，经历了长时间的研究，依据本国的具体气候条件、交通荷载条件以及桥梁的类型，因地制宜，提出了适合本国国情的钢桥面铺装技术。比如英国提出厚38mm 的Mastic铺装；德国的浇注式铺装技术；日本厚75～85mm的浇注式＋改性沥青密级配铺装技术；美国厚50～55mm的双层环氧沥青技术。但是我们应该认识到，任何一种技术都是具有一定的适用性。 国内钢桥面铺装经过近20年的研究和大量的工程实践，钢桥面铺装的技术