[发明专利]一种预测中小桥梁模态挠度的测试方法

权利要求书

1.一种预测中小桥梁模态挠度的测试方法，其特征是：包括如下步骤：

(1)依据中小桥梁实际服役状态与行车状况，选取待测试跨主梁，并估算桥梁测试跨主梁的重量；

(2)根据测试跨主梁的可能的理论振型形式，在测试跨主梁上布置加速度传感器，采集环境激励下主梁测点的竖向加速度时程响应数据，通过模态参数识别方法识别得到桥梁的实测频率与振型；

(3)在测试跨主梁的振型测点上停放一定数量的载重车辆，采集环境激励下增加车辆后主梁测点的加速度时程响应数据，通过模态参数识别方法识别增加车辆后桥梁的实测频率与振型；

(4)利用步骤1和步骤2中获得的停放载重车辆前后的桥梁实测频率与振型，通过质量归一化系数计算公式计算主梁实测每阶振型的质量归一化系数；所述质量归一化系数计算公式为：

其中2ω＝ω_m+ω_m'，Δω＝ω_m-ω_m'；

式中：γ为振型归一化系数

ΔM为停放载重车辆前后质量矩阵改变量

ω_m为停放载重车辆前第m阶模态频率

ω_m'为停放载重车辆后第m阶模态频率

φ'_m为停放载重车辆后第m阶模态振型列向量

φ_m为停放载重车辆块前第m阶模态振型列向量

φ_m^T为φ_m的转置向量；

(5)通过如下公式计算得到结构的质量归一化振型，对实测振型进行质量归一化：

φ_mi＝γ_iφ_i,(i＝1,2,3,4…)

式中：φ_mi为第i阶质量归一化振型列向量，γ_i为第i阶质量归一化系数，φ_i为第i阶未质量归一化振型列向量；

(6)利用如下公式计算得出桥梁的实测位移柔度矩阵[F^d]：[φ_mi]为第i阶质量归一化振型列向量，[φ_mi]^T为[φ_mi]转置向量，ω_i为第i阶模态频率；

(7)利用得到的桥梁实测模态柔度矩阵通过如下公式预测测试跨主梁在任意静力试验荷载作用下的模态挠度，该预测的模态挠度即为桥梁在静力荷载作用下的实际挠度：

[d]＝[F^d]{f}

式中，{f}为静荷载列向量。

2.根据权利要求1所述的预测中小桥梁模态挠度的测试方法，其特征是：步骤3中，车辆总重量为测试跨主梁总重量的5％-10％。

3.根据权利要求1所述的预测中小桥梁模态挠度的测试方法，其特征是：所述模态参数识别方法为EFDD或polymax或SSI或其它模态识别方法。