精品文檔-下載后可編輯橋梁動荷載的特性【摘要】文章多方位闡述了橋梁動荷載的特性，并分析了測試方法。

【關(guān)鍵詞】橋梁電阻

由于路面的平整度是隨機變化的，所以由此引起的振動也是隨機的。因此，在實際的隨機路面上進行車輛荷載的動力特性的試驗日益受到重視。通常利用磁帶記錄器錄取隨機振動信號，然后在數(shù)字處理機上進行各種統(tǒng)計特征分析。數(shù)據(jù)處理機是以小型電子計算機為主體的數(shù)字統(tǒng)計分析一起，這種分析儀器引進了快速傅里埃變換，采用相應(yīng)的軟件就可以快速、精確地計算分析隨機振動的重要統(tǒng)計特征。

車輛行駛在不平整橋面上，是引起橋梁振動的重要因素，因此，在動載試驗之前，應(yīng)對橋面的狀態(tài)進行考察。

在移動的車輛荷載對橋梁振動的影響中，不平整的橋面起著控制作用，尤其是單獨的不平整狀態(tài)或突塊對結(jié)構(gòu)的振動影響極為重要，其影響程度取決于不平整的位置及突塊的高度。

橋梁結(jié)構(gòu)在使用期間，除了經(jīng)常收到使用荷載，即各種車輛荷載的動力作用外，有時還需考慮風(fēng)荷載和地震荷載的作用。風(fēng)荷載和地震荷載可利用現(xiàn)有的氣象、地震的長期觀測資料，從中分析并獲取有關(guān)數(shù)據(jù)。

對于大跨度懸吊結(jié)構(gòu)，如懸索橋和斜拉橋等，需要考慮風(fēng)荷載的動力作用，由于結(jié)構(gòu)在風(fēng)力作用下的受力振動情況很復(fù)雜，在理論上還很難完滿解決橋梁的風(fēng)振問題。關(guān)于風(fēng)荷載的特性，例如風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)壓以及結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的各有關(guān)振動量等，需應(yīng)用各種類型儀器綜合配套進行實測。

由于在大風(fēng)情況下進行現(xiàn)場實測不易實現(xiàn)，所以，對重要的結(jié)構(gòu)可通過結(jié)構(gòu)模型進行風(fēng)洞實驗。例如上海柳港橋（主跨200m）、天津永和橋（主跨260m）、遼寧大洋和橋（主跨330m）等大跨度斜拉橋，都進行了風(fēng)洞模型試驗。風(fēng)洞最大風(fēng)速達(dá)90m/s，通過風(fēng)洞模型實驗，除了驗證和分析橋梁的風(fēng)洞穩(wěn)定性外，還合理地選擇了具有良好的空氣動力性能的結(jié)構(gòu)斷面形式。

對于具有一定質(zhì)量和動力特性的車輛，以不同的速度駛過平整度無規(guī)則變化的橋面時，將對橋跨結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個取決于車速和橋面變化情況的激振力，并促使橋梁產(chǎn)生一定的振動。可見，橋梁動載實驗的對象是由“車輛荷載――橋面――橋跨結(jié)構(gòu)”構(gòu)成的系統(tǒng)。因此，在實驗之前，應(yīng)研究與掌握上述系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的特性，即車輛荷載的動力特性，橋面的不平整度規(guī)律，根據(jù)動力學(xué)估算結(jié)構(gòu)的動力特性及其振動響應(yīng)等。

對于小型橋梁，如采用其它激振方式時，在實驗前，應(yīng)仔細(xì)做響應(yīng)的考慮。對于大跨度輕形橋梁結(jié)構(gòu)，除車輛和人群的作用因素外，還應(yīng)注意風(fēng)動荷載、地震荷載以及其它因素引起的“脈動”荷載等作用的可能性。必要時，可作進一步的分析和觀測，確定其特性及作用規(guī)律。

測試方案應(yīng)根據(jù)實驗的內(nèi)容和目的、現(xiàn)有儀器設(shè)備和實驗人員的經(jīng)驗等情況而定，按實驗的要求和結(jié)構(gòu)形式確定測點的布置和測試方法。例如對于預(yù)應(yīng)力混凝土剪支橋梁的動載實驗，一般的觀測項目有：跨中斷面的撓度和鋼絲應(yīng)力，橋面的垂直和水平振動等。如果測定某一固有頻率的振型，應(yīng)將拾振器置于振幅較大的各部位，避開節(jié)點的位置，并注意其相位關(guān)系。

在振動測試中，各類傳感器（如位移傳感器、速度傳感器或電阻應(yīng)變片等）的安裝與固定很重要。不正確的安裝和固定件的寄生振動會直接影響測試結(jié)果。

振動的測試系統(tǒng)一般需由拾振部分、放大部分和記錄分析部分組成，這三部分是由專門儀器配套使用，有的可以配換使用，而且各部分儀器種類繁多，性能不一，因此，要根據(jù)實驗的環(huán)境條件和實驗的需要，組配合理的儀器測試系統(tǒng)。儀器組配時除應(yīng)考慮頻帶范圍外，還要注意儀器間的阻抗匹配問題。

電動式測振系統(tǒng)大多用來測定位移，也可測定速度和加速度。有的拾振器在使用靈敏度振字時，可不用微積分放大電路面直接記錄，這類儀器配套使用時，拾振器不耗電源，輸出信號大阻抗中等，而且長導(dǎo)線對阻抗的影響較小，抗干擾性能較好，因此應(yīng)用廣泛。壓電式測振系統(tǒng)多用來測定加速度，通過積分網(wǎng)絡(luò)也可測定速度和位移。這類系統(tǒng)的拾振器輸出阻抗較高，導(dǎo)線和接插件對阻抗的影響較大，要求絕緣電阻很高。儀器自振頻率高，可測頻響寬，輸出信號也較大，但系統(tǒng)抗干擾性能較差，容易受電磁場的