两等跨连续梁的模态分析试验

吴 晶，袁向荣

（广州大学土木工程学院，广州510006）

0 引言

通过实验模态分析可以得到结构的基频、阻尼比等参数，从而对已有结构进行分析和评价。随着交通运输特别是高等级公路的迅速发展，对行车平顺舒适提出了更高的要求。而连续梁桥以其结构刚度大，变形小，伸缩缝小和行车平稳舒适等突出优点得到了迅速的发展。目前桥梁结构的强度和刚度设计基本都能满足设计要求，但桥梁事故还是经常发生，很重要的一个原因是桥梁动力设计不足。现有桥梁都在向大跨度和轻型化发展，这样导致桥梁在抵抗车辆荷载和风振的能力下降。因此车辆及其他动力荷载对桥梁结构的冲击和振动影响不容忽视。因此，有必要通过实验模态分析对桥梁的动力性能进行分析。

1 连续梁固有振动分析

欧拉梁弯曲固有振动方程：

用分离变量法求解，假定解的形式为

式中：φ（x）——振动的形状，它不随时间而变化；

q（t）—— 随时间而变化的振幅。

将式（2）代入式（1）可得2个独立的常微分方程：

方程式（4）其对应齐次方程的解为：

式中，A、B、C、D决定梁振动的形状和振幅，它们可以由梁的边界条件确定。对于两等跨等截面连续梁，将其边界条件（相邻两跨在支点处的挠度为0，斜率和弯矩相等）代入便可得待定系数A、B、C、D及固有频率：

图1 两等跨连续梁前二阶振型图

2 试验

试验对象为槽型梁，梁长为2.2m，横截面如图2。布置为1.1m＋1.1m的两等跨连续梁。

图2 槽型梁横截面图／mm

2.1 实验方法

模态分析方法有多种，由于本次实验结构是小型的，因此选择了锤击法。……