Identifikasjon av vindindusert dynamisk respons i Gjemnessundbrua

Abstract

Denne oppgaven tar for seg den vindinduserte dynamiske responsen i Gjemnessundbrua. Dette gjøres først gjennom systemidentifikasjon ved å finne aktuelle egenfrekvenser og egenmoder. Disse finnes ved å analysere tidsserier fra akselerometre montert på brua. Tidsseriene filtreres for å redusere støy for så å overføres til frekvensplanet og ut fra akselerasjonenes autospektraltettheter identifiseres egenfrekvensene til brua. Gjemnesundbrua er også modellert i elementmetodeprogrammet Abaqus. I Abaqus er det gjennomført en egenfrekvenssimulering. Egenfrekvensene som finnes av elementmetodeanalysen sammenlignes med resultatene fra systemidentifikasjonen utført med utgangspunkt i måledata. Ut fra akselerometeranalysen er det identifisert 14 egenfrekvenser som anses som sikre, samt tilhørende modeform. Dempingsverdiene for egenmodene er også beregnet.I tillegg til akselerometer er det montert et anemometer, en vindmåler, på brua som måler vindhastigheter samtidig som det registreres akselerasjonsdata. Tidsseriene fra vindmåleren overføres også til frekvensdomenet for å finne spektraltettheten til turbulenskomponentene. Når dette er kjent, samt bruas dynamiske egenskaper hentet ut fra Abaqus, overføres vindspekteret over til et forskyvningsspekter. Når spektraltettheten for forskyvningene er kjent kan dette integreres opp for å finne standardavviket til akselerasjonene. Denne verdien er også enkel å beregne med utgangspunkt i tidsseriene fra akselerometrene, og dermed er man i stand til å vurdere gyldigheten til resultatene fra de to metodene ved å sette de opp mot hverandre. Resultatene er funnet å gi gode resultater for horisontalretningen. I vertikalretningen er de målte forskyvningene større enn de beregnede. Det er knyttet noe usikkerhet til tidsseriene med data for vertikalretningen ettersom de består av en større andel støy enn horisontalverdiene. Egenmodene som er identifisert fra akselerometrene er også noe asymmetriske, noe som ikke er tilfellet i abaqusmodellen, dette kan også bidra til avvik.