力学实验-桥梁振动研究实验

图3具有负载单元的桥梁结构

（2）斜拉桥梁结构的静态负载测量

斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥由索塔、

主梁、斜拉索组成。实验中可以利用负载单元测量任何一处结构的受力情况。

图4 斜拉桥结构

桥梁振动实验

为了研究系杆拱桥的共振模式，可以先用锤子或者手敲击桥体，然后通过分析振动形式的傅里叶变换找出共振模式。然后可以用正弦形式的振动源驱动桥体，进而找出每一个共振频率。实验中利用五个负载单元作为传感器来检测壳体的振动形式。这些传感器沿着桥面逐次排开。对于任何一个共振态，单个负载单元可能会反应剧烈也可能会静止不动，这取决于震荡节点所处的位置。

振动源是由信号发生器驱动的起振器提供的，起振器通过橡皮筋和桥体连接在一起，这样它可以在一个正弦运动周期中对桥体起到推拉作用。振动源的测量可以通过连接在桥体和橡皮筋之间的负载单元来完成。

图5系杆拱桥的振动测量

首先，按照图形说明搭建系杆拱桥，然后把5N的负载单元连接在桥体上，并根据它们在桥体上的位置顺序分别连接在负载单元扩大器上。同时把100N的负载单元连接到扩大器的6号插孔，并把扩大器连接到850接口上。把所有的负载单元置零，用锤子或者手敲击拱桥上方，观察所有负载单元的傅里叶变换图形，并找出每个负载单元处的共振频率。最后打开信号发生器驱动起振器，观察在什么频率下桥梁产生共振，并记录下来。和前面的实验结果进行分析比较。

【注意事项】

1. 实验过程中要保证仪器的成套性，不同实验台之间不得随意调换零器件。 2. 在使用负载单元时注意它的量程。