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    英国亨伯尔大桥环境振动试验
    发布时间:2023-12-11 浏览次数:1258 来源:欧美HJC黄金城


    1:英国亨伯尔大桥

    当1981年英国亨伯尔大桥投入使用时,凭借其2220米的总长度成为了当时世界上最大的单跨大桥。英国赫尔市和格里姆斯比市之间的距离因为这座大桥的竣工而缩短了将近80公里。之后世界上其他地方也依次建造不同的桥梁,英国亨伯尔大桥现在是世界上第五大桥,前4座是(按字母顺序)日本明石海峡大桥、丹麦大贝尔特桥、中国润扬大桥和西堠门大桥。然而,亨伯尔大桥依然是两侧都有较低水平高度人行道和自行车道的最大的桥梁。进入二十一世纪后,桥梁监测也随着技术的变化从模拟转到数字化的桥梁监测解决方案。

    这些新技术的应用需要重新评估合适的监控解决方案,在这种情况下,要重新评估亨伯尔大桥的模态特征。通过时间同步(通过GPS)并相对独立的记录仪,提供含开放式空间结构分析响应时间曲线。亨伯尔大桥的设计可以抵御时速129公里大风产生的常态运动并可以承受超过3米的弯曲。 在这种情况下,安全因素就暴露出来,桥塔虽然垂直,但不平行,在顶部比底部有不少于50毫米的偏差。

    这次英国亨伯尔大桥环境振动试验国际团队包括:

    - JMW Brownjohn 教授,英国谢菲尔德大学

    - Paul Reynolds 博士,英国谢菲尔德大学

    - Chris Middleton 先生,英国谢菲尔德大学

    - Filipe Magalhaes 先生,葡萄牙波尔图大学工程学院(FEUP)

    - Elsa Caetano 教授,葡萄牙波尔图大学工程学院(FEUP)

    - Ivan Au 教授,香港城市大学

    - Paul Lam教授,香港城市大学

    协同来自英国谢菲尔德的Ivan Munoz Diaz博士、Aleksandar Pavic教授、Stana Zivanovic博士,Eunice Lawton女士、Tuan Norhayati Tuan Chik女士和Mohammad Muaz Aldimashki先生,来自FEUP的Alvaro Cunha教授和来自亨伯尔大桥董事会的John Cooper先生、Peter Hill先生和Ian Allenby先生,在2008年7月14-18日对大桥做了持续一周的测试,作为EPSRC基金资助的研究项目的一部分:(EP/F035403/10)悬索桥结构健康监测更新数据挖掘和性能诊断系统。

    这次试验有如下目的:
    - 重新评估桥梁的模态特性,并以数字形式提供了模态模型,这将作为一个基准用于校准桥梁的有限元模型;
    - 通过时间同步(通过GPS)并相对独立的记录仪,提供含开放式空间结构分析响应时间曲线;
    - 评估运行模态分析程序在估算包含短数据长度的超低频结构的模态参数时的困难性,和评估胶合件程序中非平稳结构参数的影响。
      在1985年的那次测试中使用的只有三个Schaevitz公司的LSOC加速度仪、约2公里长的电缆、双通道频谱分析仪和一个四通道模拟磁带记录器。 测试历时两个星期,经过数据处理确定了模型,通过频谱分析仪和使用被称为“峰值拾取”程序历时6个月左右重放了数据磁带。在过去23年里,模拟磁带不能再被读取,模拟和数字化模态描述存储格式之间不能转化。 因此虽然大多数振型的模式频率和一般形式是有用的,但是却无法使用数字化。另外分辨率不高,由于技术粗糙,被人们熟知的阻尼系数比估计要更严重偏差,传感器信噪比不高,更糟的是磁带记录器的动态范围也不高,扭转振型只使用三个传感器无法得到解决,因此不可能同时测量桥塔,主跨和边跨上的点。 所以有很多原因需要一个新的研究。
      新的研究包括由十台内置或外置加速度传感器GSR-24强震仪组成的新设备,所有的设备都在FEUP和谢菲尔德系统集成起来。

         

    2:试验现场

      测试持续五天,被分为28个测量数据段:例如,第2天,测量集中在大桥的南部,Barton镇方向。每个桥箱形断面,由一个加前缀b的奇数确定(Barton,南),或加前缀h(Hessle,北)。强震记录仪主要集中在备用吊架位置,在不同的情况下,保持在主跨上至少有一个固定的(参考)位置。

    3:测试点位置图

      

        4:GSR-24强震仪桥面监测点               5:GSR-24强震仪桥箱内部监测点

    6:现场数据采集

     

    7:采集数据显示

     

     

     


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