锤击法激励铁路桥模态试验
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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
锤击方案与试验仪器
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
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