环境条件影响下悬索桥模态频率变异性的定量评价

邓 扬，丁幼亮，李爱群

(东南大学 混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，南京 210096)

对于运营状态下的大跨桥梁结构而言，在环境温度和运营载荷等环境条件的变化影响下，结构实测模态频率会在一个较宽的范围内波动，这种波动将淹没或掩盖结构因局部损伤所造成的结构模态频率的真正改变，从而对结构的损伤诊断和状态评估产生不利的影响［1，2］。国内外的学者对此进行了大量的研究［1-6］，目前大部分的学者认为温度是影响桥梁结构模态频率变化的最主要因素［3］，除此之外，车辆荷载以及风速对大跨桥梁模态参数的影响甚微［4，5］。

但目前还没有学者同时定量地分析了温度、交通荷载及风速所产生的频率识别的变异性，大部分的研究都仅限于一种环境因素的影响或仅得到了环境因素对频率识别的定性影响趋势。另一方面，最重要的是大部分的研究都没有考虑识别方法所引起的频率识别结果的随机误差，例如文献5分析了环境因素对Ting Kau Bridge模态频率的影响，前十阶频率识别结果的相对变化范围为3.22%到15.07%，在消除温度所引起的变化后，频率的相对变化范围减小至1.61%到7.87%，在此基础上的分析表明频率和风速之间的相关性十分微弱，风速所引起的模态频率的变化不明显，这表明在消除环境因素的影响之后，模态频率的相对变化仍很可观，而导致这种结果的原因就只能是频率识别方法所产生的随机误差，到目前为止还没有学者对此进行讨论。……