飑线风作用下大跨度斜拉桥模态特性实测研究

摘要

为表征雷暴风对大跨度斜拉桥的作用,以苏通大桥监测数据为基础,开展了飑线风作用下大跨度斜拉桥模态特性实测研究。首先,基于短时平稳假设,分析了飑线风的实测风场特性,探究了桥梁抖振响应与风速的相关性,并刻画了其在风速突增与下降过程中的差异;然后,计算了不同时段内主梁实测竖向、侧向和扭转加速度的功率谱密度,并分析了飑线风对主梁振动频谱的影响;最后,采用随机减量法,开展了飑线风作用全过程大跨度斜拉桥的模态参数识别,获得了桥梁的模态频率与阻尼比,从而研究了飑线风对大跨度斜拉桥模态参数的影响。研究结果表明:主梁抖振响应均方根与风速呈非线性正相关,飑线风前端与后端风场对桥梁抖振响应的影响总体类似;在飑线风作用时段内,大跨度斜拉桥各阶模态对应的振动能量相较其他时段更为显著;多阶竖弯、侧弯和扭转模态的频率随风速的增加而增加;阻尼比受风速影响较大,各阶模态的影响规律不尽相同;主梁1阶竖弯和1阶侧弯模态的阻尼比随风速的增加而增加,而1阶扭转模态的阻尼比随着风速的增加而减小。