橋梁動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果及分析

1、五、動(dòng)載試驗(yàn)方案5.1 試驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目便橋整橋的動(dòng)載試驗(yàn)主要為脈動(dòng)試驗(yàn)，即通過(guò)橋梁結(jié)構(gòu)脈動(dòng)測(cè)試和頻譜分析，確定橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率、阻尼比、振型參數(shù)。脈動(dòng)試驗(yàn)是通過(guò)在橋上布置高靈敏度的采集模塊，長(zhǎng)時(shí)間記錄結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵(lì)，如風(fēng)、水流、地脈動(dòng)等引起的振動(dòng)，然后進(jìn)行譜分析，求出結(jié)構(gòu)自振特性的一種方法。對(duì)環(huán)境激勵(lì)下橋梁的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行多次功率譜的平均分析，并利用各個(gè)測(cè)點(diǎn)的幅值和相位關(guān)系，可得到橋梁的各階自振頻率和振型值，從而獲得橋梁的自振特性，并將實(shí)測(cè)值與計(jì)算值進(jìn)行比較和分析，對(duì)橋梁的動(dòng)載特性進(jìn)行評(píng)估。5.2 試驗(yàn)測(cè)試儀器及測(cè)點(diǎn)布置動(dòng)載試驗(yàn)所需要的的測(cè)試設(shè)備為東華DH5907A采集模塊，見(jiàn)圖5.1，采集模塊縱

2、橫向布置示意圖見(jiàn)圖5.2、5.3。圖5.1 DH5907A采集模塊圖5.2 傳感器縱向布置示意圖(單位：mm)圖5.3 傳感器橫向布置示意圖(單位：mm)七、動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果及分析7.1 基頻測(cè)試結(jié)果橋梁的基頻是反映橋梁自振特性的重要指標(biāo)之一，當(dāng)橋梁受到損害或者剛度、強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，橋梁的固有頻率也會(huì)發(fā)生變化。圖7.1、7.2為試驗(yàn)跨的脈動(dòng)時(shí)程曲線及相應(yīng)的頻譜曲線。表7.1為根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)自振頻率與理論頻率比較評(píng)定橋梁上部結(jié)構(gòu)的整體剛度技術(shù)狀況。由表可知，便橋?qū)崪y(cè)兩個(gè)振動(dòng)樣本的/值均大于1.0，即實(shí)測(cè)一階豎向固有頻率大于理論固有頻率。橋梁剛度技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)度為2，表明結(jié)構(gòu)的整體剛度能達(dá)到較好要求。表

3、7.1 橋梁理論與實(shí)測(cè)頻率比較表橋梁結(jié)構(gòu)固有頻率/Hz技術(shù)狀況評(píng)判方向?qū)崪y(cè)理論測(cè)試樣本數(shù)值/技術(shù)狀況整橋豎向脈動(dòng)16.56.11.07較好脈動(dòng)26.31.03圖7.1 脈動(dòng)1時(shí)程曲線及頻譜曲線圖7.2 脈動(dòng)2時(shí)程曲線及頻譜曲線7.2 阻尼比測(cè)試結(jié)果橋梁的阻尼比是反映橋梁自振特性的重要指標(biāo)之一，利用對(duì)數(shù)衰減率和阻尼比的關(guān)系，可以求得該橋的阻尼比。圖7.3為便橋橋跨跨中豎向振動(dòng)響應(yīng)的自由衰減曲線及頻譜分析圖。表7.2為試驗(yàn)跨實(shí)測(cè)的阻尼比結(jié)果，由表中的數(shù)值可知，該橋?qū)崪y(cè)阻尼比為1.51%，荷載作用下，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)振幅急劇增加并在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)保持很大數(shù)值的現(xiàn)象，余振曲線波幅逐步衰減，表明本橋?qū)ν饨鐝?qiáng)迫激勵(lì)的阻尼作用明顯，橋跨結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能良好。表7.2 阻尼比測(cè)試結(jié)果序號(hào)激勵(lì)形式實(shí)測(cè)頻率阻尼比1豎向振動(dòng)6.51.51%圖7.3 時(shí)程曲線及頻譜曲線7.3 振型測(cè)試結(jié)果橋梁的振型是相應(yīng)于各階固有頻率的振動(dòng)形式，也是反映橋梁自振特性的重要指標(biāo)之一?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)一、二階豎向振型圖見(jiàn)圖7.4、圖7.5，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)三、四階橫向振型圖見(jiàn)圖7.6、圖7.7。由圖可見(jiàn)，實(shí)測(cè)一、二階豎向振型及三、四階橫向振型與理論模型計(jì)算振型基本一致。圖7.4 實(shí)測(cè)一階反對(duì)稱豎向彎