定义若r＞3，则无论结构的响应是宽带过程还是窄带过程，Possion假定均能满足精度要求。下面给出考虑密集车辆占有率的Possion假定动力可靠度表达式：由式可计算出界限跨越率和考虑车辆运行状态的大跨度桥梁位移动力可靠度。......
2025-09-30
桥梁可靠度分析中的有限元模型
【摘要】：表7.4模态分析实测值李枝军等［2］对润扬大桥悬索桥动力特性的实测与分析数据表明，悬索桥实测模态具有一定的变异性，与理论计算值有一定误差，因此需对有限元模型进行更新。表7.5南溪长江大桥有限元模型的计算值与实测值有限元模型的前四阶振型如图7.6所示。
采用ANSYS软件建立南溪长江大桥的脊骨梁模型如图7.2所示，相关参数如表7.1～表7.3所示。索塔和主梁为Beam 4梁单元，主缆和吊杆为Link 10杆单元，二期恒载采用Mass 21单元模拟。
图7.2 南溪长江大桥
表7.1 有限元模型信息表
（续表）
表7.2 南溪长江大桥截面特性表
表7.3 南溪长江大桥材料参数特性表
南溪长江大桥共有15个振动监测点，其中主梁上振动加速度传感器有11个（竖向9个，横向1个，纵向1个），主塔上振动加速度传感器有4个。振动加速度传感器的测点布设图如图7.3所示。
图7.3 南溪长江大桥加速度传感器测点布设图
加速度传感器的频率是100Hz。选取2025年10月27日12：09至12：24连续15min的振动加速数据进行分析，主梁的竖向加速度时程曲线如图7.4所示。
(https://www.chuimin.cn)
图7.4 2025年10月27日12：09至12：24的竖向加速度时程图
由图7.4可以看出，竖向加速度幅值在±1.5m／s2，无车段加速度幅值在±0.1m／s2之间而且车辆过桥时各测点加速度显著增大。主梁竖向加速度传感器，功率谱以及低频成细部放大图如图7.5所示。
图7.5 南溪长江大桥加劲梁的竖向加速度功率谱
由图7.5可以看出，同一振动方向测点频率成分有很强的相似性，且从频谱的细部放大图可以看出，不同测点频率峰值点基本重合，均反映出明显的桥梁低阶频率特性。基于上述动力响应数据可对南溪长江大桥进行模态分析，并获取结构的自振频率、阻尼和振型等参数。这种模态识别方法属于工作模态参数识别，基于对环境激励下振动数据的分析，采用NEXT（环境激励技术）进行模态参数识别，最后采用峰值拾取方法对频率进行验证。
南溪长江大桥前200阶频率均小于5Hz，因此对振动数据进行截至频率为5Hz的低通滤波，滤波后加速度信号包含了结构至少前200阶振动信息。模态分析结果如表7.4所示。
表7.4 模态分析实测值
李枝军等［2］对润扬大桥悬索桥动力特性的实测与分析数据表明，悬索桥实测模态具有一定的变异性，与理论计算值有一定误差，因此需对有限元模型进行更新。根据长安大学的王达［3］对四渡河特大桥（主跨为900m的刚桁加劲悬索桥）的有限元模型动力修改方法对本书有限元模型进行修改。取主缆和加劲梁的弹性模型为随机变量，以自振频率差值为目标函数，通过迭代计算进行修改。修正后的频率与实测频率相比如表7.5所示。
表7.5 南溪长江大桥有限元模型的计算值与实测值
有限元模型的前四阶振型如图7.6所示。
图7.6 南溪长江大桥有限元模型的振型图
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