第五章 桥梁结构动载试验-工程课件.ppt

2、试验工作 （1）试验项目：地脉动测试、跑车测试、跳车测试。一般从响应小的开始测试，即地脉动—跑车—跳车。 （2）跑车试验时要较准确控制试验车辆的车速（20,40,60km/h）。 （3）每次测试后，进行频谱分析，检查数据是否正常，比较实测频率与理论计算值是否相符。 （4）试验进行过程中，不要触动测试元件及测量导线，以免引起读数的波动。 （5）试验完成，回收测试导线，拆除棚帐，清理现场。 * 第三节 动测数据分析与评价 桥梁结构的动力特性如固有频率、阻尼系数、振型等，只与结构本身的组成形式、刚度、质量分布、材料性质等有关，与外荷载等无关。 动载试验中，桥梁结构在动载下的动力反映不仅与结构的动力特性有关，而且与动荷载有关，其振动很复杂，一般是随机的。因此需要对实测振动波形进行分析与处理。常用的方法有时域分析方法和频域分析方法。 * 一、时域分析 在时域分析中，桥梁结构的一些动力参数可以直接在相应的时程曲线上得出，例如： 在加速度时程曲线上可以得到各测点的加速度振幅；在位移时程曲线上可以用最大动挠度减去最大静挠度得出位移振幅；比较各测点的振幅、相位确定振型等。 另一些参数需要进行分析处理，如：如阻尼特性、冲击系数等。 * 1.桥梁的阻尼特性 一般用对数衰减率δ或阻尼比D表示。 衰减曲线如下： 衰减率的计算： 或由n个波形的平均衰减率表示： 阻尼比： 桥梁结构的阻尼比一般在0.01~0.08之间。 * 2.冲击系数（动力系数）： 承受移动荷载的结构如吊车梁、桥梁等，常常需要确定它的动力系数，以判定结构的工作情况。动挠度与静挠度的比值称为活载冲击系数： 慢速驶过 快速驶过 * happy happy happy happy happy happy happy happy happy 5 桥梁动载试验 第一节 动载试验的方法和程序 第二节 桥梁结构动力响应的测试 第三节 动测数据分析与评价 * 5.1动载试验的方法和程序 导致桥梁振动的因素：发动机的抖动、路面不平滑、人群荷载、风荷载、地震等。车辆数量增多、载重量增大、速度增高等加剧了桥梁的振动。大跨度、超大跨度的桥梁，地震、风荷载往往是控制因素。 因此，车辆振动和其它动力荷载已经成为桥梁设计、施工、管理、养护、维修等方面的重要因素之一。 * 桥梁结构的振动问题多采用理论分析和现场测试相结合的研究方法，因此，振动测试是解决工程结构的重要手段。 振动测试技术的发展：一方面表现为风洞试验、模拟地震振动台试验、拟动力试验等得到了广泛的应用；另一方面表现为工程结构在地震荷载、风荷载、车辆动力荷载等作用下动力反应的现场测试手段得到了很大改进。 * 桥梁结构的动载试验：利用某种激振方法激起桥梁结构的振动，测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、动力响应（加速度、动挠度）等参量的试验项目，从而宏观判断桥梁结构的整体刚度、运营性能。 桥梁结构的动载试验与静载试验的目的、测试内容等方面有所不同，但对于全面分析掌握桥梁结构的工作性能是同等重要。 * 试验步骤：准备、试验、分析总结三个阶段。 试验性质：生产鉴定性、科学研究性。 一般采用现场实际结构测试，有时也可采用结构模型动载试验（实验室试验），如风洞试验（大跨度桥梁的风致振动试验）、模拟地震振动台（桥梁结构的地震响应试验）等。 * 桥梁动载试验的基本任务： 1.结构动力特性：自振频率、阻尼特性、振型。 2.强迫振动响应：振幅、动应力、加速度等。 3.动荷载的动力特性：测定引起结构振动作用力的大小、方向、频率与作用规律等。 * 桥梁结构动载试验中，随时间变化的物理量一般称为信号，如位移、应变、振幅、加速度等。 动载试验信号比较复杂，表现为： 1.振源和结构的振动响应都是随时间而变化的，是随机的、不确定的； 2.桥梁结构自由度多、车辆和桥梁耦合振动，其动力特性就更为复杂； 3.干扰信号多且没有规律。 * 时域描述：信号的幅值随时间变化的数学表达式，称为信号的时域描述。如加速度时程曲线、位移时程曲线等。 信号的时域描述比较简单、直观，通过多个测点的时程曲线，可以分析出结构的振幅、振型、阻尼特性、动力冲击系数等参量。 时域描述不能明确揭示信号的频率成分和振动系统的传递特性。 * 频域描述：对信号进行频谱分析，研究其