桥梁结构动力特性测试技术考题
季学期本科生创新研修课程考试试题
考 试 科 目：桥梁结构动力特性测试技术
注
意
行
为
规
范
遵
守
考
场
纪
律
学生所在院（系）：哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 学生所在学科：桥梁与隧道工程系 班号： 学号： 姓名： 1. 桥梁结构动力特性的分类？ 答：桥梁结构的动力特性和动力响应，如结构的自振频率、阻尼比、振型和强迫振动频率、动挠度、动应力、冲击系数。（1) 频率分析：根据频率评价桥梁结构的整体刚度。（2) 冲击系数的分析：根据冲击系数评价桥梁结构的行车性能。测试的冲击系数较大说明桥梁结构的行车性能差，桥面的平整度不良。（3) 加速度量值的分析：根据加速度评价桥梁结构行车的舒适性。根据国内外最大竖向加速度不宜超过0.065g 。（4) 阻尼比的分析:反应结构耗散外部能量的指标。但是，过大的阻尼比则可能由于桥梁结构存在开裂或支座工作状况不正常所导致。 2. 为什么要进行桥梁结构的动力试验？ 答：桥梁结构承受各种荷载的结构物。当车辆荷载、人群荷载、地震力等作用在桥梁结构上时将会引起桥梁振动，车辆荷载或其它动力荷载对桥梁结构的冲击和振动的影响，已成为桥梁结构设计、计算、施工、运营、维修、养护和管理过程中的重要问题之一。桥梁结构的动力试验，就是要从大量的实测数据信号中揭示桥梁结构振动的内在规律，综合评价桥梁结构的动力性能。进而分析桥梁结构的整体刚度、行车的舒适性和桥面的平整度。因此有必要进行桥梁结构动力试验的研究。 3. 何谓模态分析及其模态分析在桥梁结构中的作用如何？
答：模态分析的经典定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。
在桥梁结构模态参量估计中，实验模态分析是利用测量得到的频响函数或时间历程来估计模态参数，包括固有频率、模态振型、模态阻尼、模态刚度和模态质量等参
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数的估计。常用的分析方法有不测力法和测力法两种方法进行模态参数的估计识别。在不测力算法中，主要有自互谱综合函数法、传递率法和随机子空间法三种估计模态参数的方法。测力法同时测量了激励与响应信号，可以计算出全部模态参数：模态质量、模态刚度、共振频率、阻尼，模态振型。测力法根据数据采集的方式不同，可分为单点激励法、单点拾振法及多点激励多点响应三种测量方式。
4. 动态信号分析方法简介？
动态信号分析的主要手段是将在时间域变化的信号变换为在信号分析的主要手段是将在时间域变化的信号变换为在频率域中有效值或均方值随频率的分布，后者又经常称为谱分析。动态信号分析除频域分析之外还有时域分析(如相关函数分析等) 和幅域分析(如直方图、概率密度和概率分布函数分析等) 。 现代动态信号分析主要采用数字方法，动态信号分析的核心是离散傅里叶变换，尽管可以通过快速算法(快速傅里叶变换FFT) 来实现，但仍有很大运算处理工作量。近二十年发展的数字信号处理器(DSP)为FFT 和加窗处理等信号分析提供了新的物质基础，开辟了软、硬件结合的动态信号处理的新途径。
5. 对本门课你有何改进建议，包括教材、授课方式和试验？
答：这门课让我更具体地了解了专业中的一些实际问题，增加了我对专业的兴趣，但由于课程时间有限，授课方式较单一，学到的内容较少，在条件允许的情况下，可以增加集体讨论，实验等环节。
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