APP下载

动力荷载试验在桥梁检测评估中的应用分析

2019-01-24潘甜甜

建材与装饰 2018年49期
关键词:静力公式动力

潘甜甜

(江苏智通工程技术有限公司 江苏盐城 224000)

1 动力荷载试验概述

一方面,我国大部分的桥梁建造的时间都比较久远了,因为常年缺乏修缮的缘故,导致桥梁遭到损害,桥梁的承重能力也在随着时间的推移不断下降,严重阻碍了桥梁的正常交通运输。随着国民经济的不断提升,政府对许多等级较低的公路进行了改建、扩建,同时这也使得桥梁的交通状况受到了一定的影响,当下建筑的桥梁工程已经无法满足人们对桥梁荷载能力以及通行能力方面的要求了,如果将这部分桥梁全部拆除重建,那么势必需要大量的人力、物力、资金方面的投入,这会不仅会对现行的交通秩序造成一定的影响,而且还会导致大量建筑垃圾的产生,从而造成资源浪费。

另一方面,公路工程的建设质量也受到了社会越来越多的关注,完工后的桥梁在质量方面是否能够达到设计和规范的要求,也需要有一定评定标准,而最直接的评定方法就是桥梁荷载试验,其中包括动力荷载,以及静力荷载。荷载试验是一种可靠的公路桥梁检测方法,可以直观的对桥梁荷载情况进行检测评定,荷载试验主要分为两种:①动力荷载试验;②静力荷载试验,其中静力荷载试验一般用在公路桥梁的荷载试验上,静力荷载试验不仅可以对桥梁或公路的结构特性进行全面的检测,还可以对桥梁的荷载能力进行直观的了解。比如试验荷载对对桥梁造成的应变和挠度等影响。桥梁动力荷载是要的目的是为了可以对桥梁结构的动力特性进行全方位的检测,桥梁结构的动力特性包括自振频率、振型、阻尼比等,通过动荷载作用使桥梁产生振动响应,以此来测得桥梁结构的动位移、动应力、冲击系数等,通过动力荷载试验得到数据来对桥梁的荷载能力进行合理的分析,对桥梁出现的各种问题的成因进行分析并对其变化规律进行一个初步的掌握。对桥梁出现的各种问题对桥梁自身的性能造成的不同影响进行分析,如果测量的实际结果与最初设定的测试模型有出入的地方,相关的测试人员应该及时对限元模型进行修改。

2 动力荷载试验的方法及其原理分析

通过不同的试验目的,可以通过以下几种方法来进行桥梁的动力荷载试验:

(1)脉动试验:此动力试验进行的条件是需要使桥面保持在一个无任何车辆行驶及无任何重力荷载的情况下,这样做的目的是为了排除其他的周期性干扰力的桥梁动试验产生的影响。使桥梁在受到风以及地面微振等环境因素的干扰下,桥梁所受到的作用力是平稳的以及各态历经宽带随机作用。主谐量的响应是结构,使桥梁在保持其固有的频率的情况下产生振动。脉动试验的目的是可以很好的检测到桥梁结构的固有频率。

(2)跳车试验,又被称作冲击试验,跳车试验就是在桥梁上设置一个15cm的跨版,使汽车驶过这个跨版后再制动。通过测试汽车跨越这个跨版产生的附加质量来确定桥梁的冲击系数,跳车试验的目的是可以很好的检测到桥梁结构的振动性质。

(3)跑车试验。跑车试验就是通过测试车辆在桥梁上驶过时,汽车运动对桥梁造成的振动响应。跑车试验的目的是可以很好的检测到当桥梁上由车辆驶过时,桥梁结构的振动衰减情况。

多跨连续桥梁是典型的线性多自由度体系桥梁,通过外部的荷载的作用下使桥梁产生振动,可以用一个时间函数来对这个过程进行表示,抽取任意一组时间来作为样本记录,这只能从统计的角度来进行描述,随机函数最主要的统计数据有:平均值X、均方值X2和方差O2。由于这些过程均为各态历经遍历性过程,我们可以通过解振动反应的自相关函数、功率谱密度函数、互功率谱密度函数来分析这些振动反应。桥梁典型的动力方程式是:

从公式我们可以得知,n是振型序号,与正规坐标线性关联的任何反应量Z(t)都可以利用关系式:

其中:如果分布荷载是一个平稳的过程,则交叉谱密度函数的协方差函数为:

将公式(9)代入公式(3)中我们可以得到分布荷载作用下反应式(2)的结果,将公式(5)、公式(6)和公式(8)分别代入公式(4)中我们可以得到分别荷载作用下的反应式的功率谱密度函数。

3 结束语

综上所述,动力荷载试验在桥梁检测评估中的应用,在当下已经是我国对桥梁的荷载能力检测的重要手段和途径,但是动力荷载试验在技术知识以及实践经验上的要求比较高,所以在进行桥梁荷载能力相关检测试验时需要对相关的技术人员以及检测团队进行相关的理论和实际经验的培训,相关管理人员需要通过不断的学习、研究来对动力荷载试验在桥梁检测评估中的应用进行完善和健全。

猜你喜欢

静力公式动力
组合数与组合数公式
排列数与排列数公式
基于有限元仿真电机轴的静力及疲劳分析
学习动力不足如何自给自足
带孔悬臂梁静力结构的有限元分析
基于ABAQUS的叉车转向桥静力分析
等差数列前2n-1及2n项和公式与应用
例说:二倍角公式的巧用
胖胖一家和瘦瘦一家(10)
动力船