大跨度钢管混凝土拱桥模态参数识别方法应用研究

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1、硕士学位论文摘要随着跨径的增大，大跨度钢管混凝土拱桥的动力学问题无论是在施工阶段还是成桥状态都越来越突出。而环境激励振动试验具有无须贵重激励设备，不影响结构的正常使用，方便省时等显著优点，正被越来越多地应用于其模态参数识别领域。’本文首先根据随机子空间(ssI)方法分析得到了钢管混凝土拱桥一四川省泸定县白日坝大桥的模态参数，而后又将小波变换(WTI)应用于该桥的模态参数识别当中，这两种方法所得结果与有限元理论计算值吻合良好，证明此两种方法均具有较强的应用价值。本文的主要工作和结论如下：1．建立白日坝大桥的空间有限元模型，对该桥进行有限元模态分析。为了准确测定

2、结构的动力特性，设计了详尽的测试方案，对白日坝大桥开展了环境振动试验。此次试验为随后的模态参数识别准备了较为理想的实测数据；2．针对传统频域识别方法的不足，根据随机子空间识别的理论和算法，基于Matlab平台编制随机子空间识别程序MABSS，对白日坝大桥进行了模态参数识别，得到的结果与有限元理论计算值较吻合。3．经典的傅氏变换是一种时间域与频率域之间的全局性变换，以牺牲全部时间信息为代价而获得完美的频率分辨率。对于该变换的先天的缺陷，将具有良好时一频局部化特性的小波变换应用于钢管混凝土拱桥的模态参数识别当中。基于Matlab平台编制小波变换识别程序MABWT

3、，对白日坝大桥硕士学位论文摘要环境振动实测数据进行处理，并与有限元理论计算值和随机子空间法识别值对比，结果相互吻合，证明上述两种方法在钢管混凝土拱桥模态参数识别中的有效性与可靠性。4．有限元理论计算值与随机子空间法识别值、小波变换识别值相互吻合，表明所建立的白日坝大桥有限元模型很好地反映了该桥的动力学特性，可作为该桥各种复杂动力响应分析、长期健康监测和使用状态评估的基础。关键词：大跨度钢管混凝土拱桥，模态参数识别，环境振动，随机子空间识别，小波变换识别Ⅱ硕士学位论文ABSTRACTIntheconstructionstageandserviceperiod，

4、theConcrete-filledSteelTubularArchbridge’Sdynamictestingisbecomingmoreandmoreimportant,especiallyforthosewithlongspans．Dynamictestingwithambientvibrationhasmanyadvantages，suchasnoexpensiveexcitationdevicesrequired,nointerruptionofthestructure’Sserviceandlesstestingtime．Itisincreasi

5、nglyappliedinthefieldoftheidentificationofbridge’Sdynamicproperties．Firstofall，thetheoryofStochasticSubspaceIdentification(ssi)isappliedtoidentifythemodalparametersofaConcrete·filledSteelTubularArchBridge--BairibaBridgeinLudingCounty,Sichuanprovince．Thenthewavelettransformidentific

6、ation(W1rI)methodisexploredtothebridge．Fromthecomparison,itcB．rlbeseenthattheestimatedresultsusingtheabovemethodscoincidewellwiththoseobtainedfromthefiniteelementmodel．111emaincontentissummarizedasfollows：1．Athree-dimensionalfiniteelementmodelofBairibaBddgeisdevelopedtomakemodalana

7、lysis．Thenthedynamictestingwithambientvibrationiscarriedonthisbridge．Forgettingtheaccuratedynamicpropertiesofthestructure，testschemeiscarefullydesigned．nesubsequentanalysisshowsthatthetestingprovidesidealdatafortheidentificationofthebridge’Sdynamicproperties．Ⅲ硕士学位论文ABSTRACT2．Inallu

8、siontotheinsufficientofthe