斜拉桥模型试验设计

斜拉桥模型试验设计一、试验的目的、任务对于全桥模型试验而言，主要是完成动力试验，但动力试验既要满足静力试验相似条件，也要满足动力相似条件，所以全桥模型设计时要两者兼顾。无论是静力试验还是动力试验，它们都是在线弹性状态下完成的，所以模型只要满足线弹性范围内的要求即可。二、确定相似关系1、静力相似关系的确定2、动力相似关系的确定三、模型的设计1、外形尺寸、结构截面设计2、附加质量配重为了满足质量相似，采用了附加质量配重的方法，使得模型的名义密度与实桥的密度相等。模型材料的密度ρ要为实桥的4倍，可以用附加质量的方法来增大材料密度。混凝土主梁的配重：塔配重：1013.74㎏配重采用铁片沿塔身四周均布，铁片厚度约为2.2厘米总配重：2782.78㎏3、减少配重的办法(1)降低有机玻璃的弹模有机玻璃的弹模降低，其所需的配重也随之减少。在本报告中采用的有机玻璃的弹模为3.6GPa，大约为混凝土弹模的1/10。但实际上有机玻璃的原料添加的成分不同，其弹模也随之改变，一般范围在1.5～3.8GPa之间，所以通过工厂定制使有机玻璃的弹模低于3.6GPa。(2)减少配重对于动力学模型的配重，振型只受配重分布的影响，不受配重大小的影响。当质量按同一比例折减时，振型不受影响，频率则与质量平方根的反比呈线性增长。因此，对模型的质量统一折减，即采用全配重模型的1/X作为动力学模型的质量，则频率提高为全配重模型的倍。四、有限元分析1、有限元模型2、计算结果（1）静力计算（2）动力计算五、损伤模拟1、单索损伤损伤设置：跨中下游处M23索断索2、主梁损伤损伤设置：跨中截面损伤，见图4。模态柔度矩阵可为：六、模拟力锤冲击力作用位置：跨中施加500N冲击力七、模态测试方案1、东方所测试方法：采用锤击法进行模态试验，力锤激励的位置固定，这个固定的位置即作为参考点的位置，多个传感器同时拾振，传感器逐批移动测量。2、东华测试方法：使用激振器激励法来做试验，多点激励多点响应。通过多个激振器激励的方式，可以较好克服锤击法由于能量较小、即单点激振容易引起模态遗漏以及重特征值（一个固有频率对应多个振型）和模态密集结构的模态参数难以识别的缺点，特别是为复杂结构的动力学特性分析提供了可靠的方法。感谢各位老师莅临指导！