孙超群 同济大学

1 模态试验概述

目前，在桥梁上的模态试验一般有2种，强迫振动试验和环境振动试验，然而强迫振动试验尽管试验结果可信度高，但是施加激励花费代价大，而且需要关闭交通，因此大跨度桥梁模态试验技术一般都是采用了环境激励的试验方法。然而它仅能测得环境振动响应的输出数据，真正的输入情况是未知的。目前对其模态参数进行识别的方法：一般用较为简单的频域识别的峰值法，它对环境随机载荷特性作了一些假定，简单、实用、快捷。而模态试验得到的动力特性参数（自振频率、阻尼、振型），可以用来确定或者改进结构的计算模型，使其更接近实际结构的受力特性和边界条件，更进一步，它也可以用来对结构进行安全评估和健康监测。

2 桥梁概况

阜淮线淮河特大桥是一座3×96 m三跨连续公铁两用桥梁，桁高12.8 m，节间距为8 m，主桁中心距为10 m；公路桥面宽11 m，两侧各设1.5 m人行道，正桥结构主要采用16 Mnq和相当于16 Mnq的钢材，主桁杆件采用H型截面。固定支座设于27#墩，其余墩设置活动支座。全桥实景图如图1所示。

图1 淮河特大桥全桥实景图

3 试验桥模态测试

3.1 测试理论

脉动测试理论：在被激励点k的激励力fk(jw)未知，而仅已知结构上任意点j的位置位移响应xj(jw)的前提下，定义参考点p的位移响应xp(jw)与xj(jw)的比值为响应传递率aj(jw)（可直接测得）。根据xj(jw)、xp(jw)以及传递函数HJK(jw)的关系，建立aj(jw)与HJK(jw)的近似关系式。

3.2 测试方案

测试方法采用固定参考点移动测试点的模态试验法（简称UINO），它采用具有多通道的采集仪，用分组成批的测量方法，1次测量4点，每点包含竖向和横桥向拾振器，如图2所示。……