CFRP拉索斜拉桥模态试验与分析.pdf

CFRP拉索斜拉桥模态试验与分析刘荣桂，周士金，许飞，蔡东升，陈蓓29

文章编号：1003—4722(2009)03—0029—04

CFRP拉索斜拉桥模态试验与分析

刘荣桂，周士金，许飞，蔡东升，陈蓓
(江苏大学土木工程系，江苏镇江212013)

摘要：采用环境脉动法对CFRP拉索斜拉试验桥进行模态试验。联合采用峰值拾取法和互
功率谱(PSD)法来识别模态参数，并将其与有限元模型计算结果进行对比分析；按等轴向刚度准则
将CFRP索替换为钢索，比较不同索模型的动力特性。结果表明：实测结果与计算结果基本吻合，
相对钢索，CFRP索斜拉桥自振频率有所提高。
关键词：斜拉桥；CFRP；斜拉索；脉动测试；模态试验；有限元分析

中图分类号：TU317．2；U448．27文献标志码：A

ModalTestandAnalysisofCable。-Stayed
BridgeUsedwithCFRPStayCables

LJURong—gui，ZHoUShi-jin，XUFei，C_AJDongsheng，CHENBei
(DepartmentofCivilEngineering，JiangsuUniversity，Zhe~iang212013，China)

Abstract：Themodaltestforanexperimentalcable—stayedbridgeusedwithCFRPstaycables
wasmadebytheenvironmentalpulsatingmethodandthemodalparametersofthebridgewerei—
dentifiedbythejointpeakpickingmethodandcross—powerspectraldensity(PSD)methodand
werethencomparativelyanalyzedinaccordancewiththeresultscalculatedbythefiniteelement

mode1．Meanwhile，theCFRPcableswerealsosubstitutedforsteelcablesinconformitytothee—

quivalentaxialstiffnessprincipleandthedynamicbehaviorofthemodelsofthetWOkindsofthe

cableswerecompared．Theresultsrevealthatthetestingvaluesagreewiththecalculationones

onthewholeandincomparisontOthecable—stayedbridgeusedwithsteelcables，thenaturalvi—

brationfrequencyofthebridgeusedwithCFRPcablesincreasesaIittle．

Keywords：cable—stayedbridge；CFRP；staycable；pulsatingtesting；modaltest；finiteele—

mentanalysis

1概述拉试验桥的实桥性能测试则是CFRP索进一步研
由于传统钢缆索自重应力占其本身容许应力相究和应用的关键。
当大的比例口]，所以传统斜拉桥的承载效率及跨越迄今，国内在对CFRP拉索斜拉桥研究方面还
能力受到一定的限制。目前，已从理论上证明了碳局限于有限元的模拟，除了方志等人对单根CFRP
纤维复合材料(CFRP)索的应用对斜拉桥的静动力筋的锚固问题进行试验研究，以及梅葵花等人在
特性有不同程度的改善作用[2。]，而CFRP索的实CFRP索试验桥施工期间进行的相关试验研究外，
际应用在国内外也已初见端倪J，其进一步发展实桥试验和应用研究还很少。在现有研究[6基础
将是各国学者研究的热点课题。期间，CFRP索斜上，笔者对国内首座CFRP拉索斜拉试验桥进行现

收稿日期：20O8—12一O2
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50678074)
作者简介：刘荣桂(1957-)，男，教授，博士生导师，1982年毕业于兰州铁道学院铁道工程专业，工学学士，1985年毕业于兰州铁道学院结构
工程专业，工学硕士，1999年毕业于东南大学结构工程专业，工学博士([e-mail])。
30桥梁建设2009年第3期

场模态试验，同时采用有限元软件对试验桥结构进测试中取主跨Z2索与主梁交接点(41点)作为
行动力特性分析，将理论计算结果与实测结果作比参考点，移动的拾振器以横桥向的3枚作为1组，从
较并得出一些结论，为进一步研究CFRP索斜拉桥边跨桥台开始依次向主跨桥墩处移