上海杨浦大桥模态试验

2015-03-03 16:43:31 阅读次数:30489

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摘要:试验采用多台INV3062数据采集系统,在桥上进行分布式测试、各台仪器使用GPS进行同步,采集环境激励下桥梁的振动响应数据。不用封路就可以成功完成该试验。

关键词:桥梁模态,无线同步,GPS,分布式


项目概况

杨浦大桥全长7554m,由主桥、浦西引桥及浦东引桥组成,桥址处离苏州河5.3km,距吴淞口20.5km,与南浦大桥相距11km,是市区内环高架路跨越黄浦江、连接浦西与浦东的重要组成部分。杨浦大桥主桥为双塔空间双索面钢-混凝土结合梁斜拉桥,于1991年4月29日开始建设,1993年9月15日建成。主桥跨径组合为:40+99+144+602+144+99+44=1172m,其主跨602m为当时世界上斜拉桥之最。主桥桥面宽30.35m,设双向6车道。主桥采用塔墩固结、梁塔分离、主梁沿纵向漂浮的结构形式,两侧梁端设置锚固墩,两边跨各设一辅助墩。主塔为钢筋混凝土结构,高208m,另有12m塔顶建筑,总高220m,塔形呈钻石状。下塔柱两柱中心线在基础处(标高9.0m)的间距为25.8m,向上逐步扩大到40.0m(下横梁处,标高45.0m),然后两柱间距逐渐减小,到标高121.0m处两柱合并,塔顶标高为208.0m

试验单位

  • 上海市市政规划设计研究院

  • 北京东方振动和噪声技术研究所

项目难点

  • 试验对象是双塔斜拉桥,主跨跨径为602m以,加上边跨次边跨桥长在1000m以上,桥塔高208。特点是桥体衔接上海内环,交通流量巨大,建成20年来从未中断过交通,因此不能采用封桥的方式来进行模态测试。同时桥梁较长,测点较多,测点间距较大,对信号采集的一次性通过要求较高;

  • 模态频率低、模态密集并且需要在不中断交通情况下进行测试,对模态分析软件要求高;

  • 现场无电源。

试验仪器

  • DASP-V10工程版数据采集和信号处理软件 

  • DASP-基本模态分析软件 

  • DASP-时域模态分析软件

  • DASP-MIMO EFDD分析方法(新) 

  • INV3062T智能信号采集与处理分析仪,解决电源问题和同步问题 

  • 941B传感器,解决低频测试问题 

  • 多参考点分批测试,仪器自带电源,GPS同步

试验方案

此次试验采用多台INV3062数据采集系统,在桥上进行分布式测试、各台仪器使用GPS进行同步,采集环境激励下桥梁的振动响应数据。不用封路就可以成功完成该试验。

选用高精度采集仪和高灵敏度传感布置多个参考点,使用环境激励的方法分批完成测试,用东方所DASP OMA(运行状态模态分析)模态分析系统对现场记录到的振动信号进行数据处理和分析,并用多种先进的OMA模态分析方法进行了分析和对比。目前较先进和流行的OMA模态分析方法有随机子空间法(SSI ),增强型频分解方法(EFDD ),多参考点频域最小二乘复指数法(Poly LSCF或PolyMAX),以及最新提出的多项式Z变换方法(PZM )和多项式功率谱分析方法(PPM )。

现场照片

试验结果

一阶水平弯曲一阶坚弯对称,桥塔纵向二阶坚弯反对称



桥塔水平弯曲三阶坚弯对称五阶坚弯反对称