Page 231 - 《振动工程学报》2026年第3期

第 3 期 王旭龙，等： 大跨度斜拉桥换索施工期临时围挡对主梁抗风性能影响研究 831

实测以主梁一阶反对称竖弯模态为主，以南侧 1/2 阶反对称竖弯模态阻尼比平均值为 0.223%，一阶反
桥为例，在有限元分析得到的振型最大位移处（中塔 对称扭转模态阻尼比平均值为 0.286%；采用 BSDA
MC18 号斜拉索锚固端）设置测点，测点处沿横桥向 法所识别得到的主梁一阶反对称竖弯模态阻尼比平
等间距布置 3 个加速度传感器（横桥向间距为 8 m）， 均值为 0.195%，识别结果如表 2 所示。两种识别方
北侧 1/2 桥测点同理布设，桥面测点布设位置及部 法所得结果均远低于规范建议值 2%。已有研究表
分测点布设情况如图 4 所示。 明，阻尼比与振幅之间呈正相关 ［30］ ，由此推测夷陵长
江大桥在大振幅下阻尼比应高于环境激励（微小振
幅）下的实测结果。

表 2 主梁模态参数识别结果与有限元模拟计算对比
Tab. 2 The results of modal parameter identification of
bridge girder and the comparison with the finite
element simulation

频率/Hz 阻尼比/%
模态振型
SSI ANSYS 误差 SSI BSDA
一阶反对称竖弯 0.263 0.267 1.52% 0.223 0.195
一阶正对称竖弯 0.445 0.478 7.42% — —
二阶正对称竖弯 0.644 0.674 4.66% — —
一阶反对称扭转 1.034 1.067 3.19% 0.286 —

图 4 测点布设方案
Fig. 4 Monitoring points layout scheme

封闭施工期间，大桥仅受到环境激励，即风荷载
（风速不高于 5 m/s）、行人及非机动车荷载等。实
测期间，桥址处气温及风速较为平稳，无较大起伏，
且由于风速较低，主梁振幅较小，响应幅值较低。在
桥面测点位置处布设竖向加速度拾振器 941b，利用
图 5 主梁一阶反对称竖弯阻尼比识别结果
热熔胶将加速度拾振器固定在桥面上。采用东华数 Fig. 5 Identification results of first order antisymmetric
据采集仪 5922D 及配套软件系统对主梁加速度响应 vertical damping ratio of main girder
进行采集，采样频率为 50 Hz，全天不同时段（上午、
下午及夜晚）分多组工况，每组工况 1 h 不间断在大
桥南、北两侧同时采集。
分别利用随机子空间法（SSI）与贝叶斯功率谱
密度法（BSDA）对主梁的模态频率及阻尼比进行识
别 ［31］ ，结果如表 2 所示，频率识别结果与有限元计算
结果误差很小。
受实测环境激励影响和设备条件限制，相较于
一阶反对称竖弯频率和一阶反对称扭转频率而言， 图 6 主梁一阶反对称扭转阻尼比识别结果
其他高阶模态振动频谱响应值较低，振动响应不显 Fig. 6 Identification results of first order antisymmetric
著，采用 SSI 方法和 BSDA 方法所识别得到的阻尼 torsional damping ratio of main girder
比离散度很高，甚至多组实测数据并未识别到相应
的阻尼比，结果可信度较低。本文主要以主梁一阶
3 节段模型风洞试验概况
反对称竖弯和一阶反对称扭转模态下的风致振动为
研 究 对 象 ，因 此 文 中 仅 列 出 主 梁 一 阶 反 对 称 竖 弯
3. 1 风洞试验概况
（图 5）和一阶反对称扭转（图 6）的模态阻尼比识别
结果。多组工况下采用 SSI 法所识别得到的主梁一 夷陵长江大桥主梁节段模型风洞试验在湖南大