锤击法激励铁路桥模态试验

2015-01-01 17:05:00 阅读次数:30451

资源下载:


摘要:1996年7月24日,东方振动和噪声技术研究所(COINV) 使用弹性聚能力锤作为激励设备,成功地进行了三道坎黄河铁路大桥的模态试验。在中国,这是首次利用锤击激励进行的铁路运行实际桥梁模态试验,具有重要的科研价值。

关键词:锤击,桥梁,模态



概述

三道坎黄河铁路大桥位于内蒙古乌海市。近年来,其水平振动越来越剧烈,振幅大大超过国家标准中的限值。为研究其原因,对该桥需做两方面的测试:(1) 水平方向振动幅值。(2) 水平方向的模态测试和分析。


难点

对正在运行中的桥梁进行模态试验是很困难的。本方案创新地采用锤击法,可利用每两次列车经过的间隔时间,保证了整个铁路的运行不受任何影响。


解决方法

本次试验使用了如下一些新方法:

(1) 用特殊的弹性聚能力锤进行激励 

(2) 在传递函数分析中使用了变时基(VTB)方法 

(3) 使用INV306智能信号采集分析系统,利用该系统可以实现数据采集、信号处理、模态分析等工作的现场实时分析和一体化处理。


测点布置

锤击黄河桥-1.JPG


锤击方案与试验仪器

锤击黄河桥-2.JPG


试验结果

本次试验得到了包括模态质量、模态刚度等各种参数的前四阶模态。

模态 频率(Hz) 阻尼比(%)

1 3.54 1.6393

2 10.09 2.5018

3 14.05 2.7200

4 19.17 0.7708

锤击黄河桥-4.jpg


结论

这是用锤击法进行真实桥梁模态测试的首次试验。通过试验结果和理论结果的比较,也可以证明试验是成功的。在试验过程中对正常的交通没有产生任何影响。这是一次即经济又高效的试验,其关键在于:

(1) 变时基(VTB)传递函数分析方法

(2) 用弹性聚能力锤进行激励

(3) 合适布置测试点

(4) 单点激励,多点响应的逐步移位法

(5) 使用 INV306 系统现场实时完成大部分试验和分析工作