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1、东江特大桥动力响应特性测试与分析第l0卷第3O期2010年10月167l一1815f2010)30-7589—05科学技术与工程ScienceTechnologyandEn~neefingV0l_10No.3O0ct.2010⑥2010Sci.Tech.Engng.东江特大桥动力响应特性测试与分析吴衔(华南理工大学土木与交通学院,广州510650)摘要通过无障碍行车(跑车)试验和有障碍(跳车)试验,评价东江大桥的动力响应特性.实验结果表明,结构各部位反应平稳,无任何异常现象发生,实桥结构的动力性能良好.对比分
2、析了不同试验工况的冲击系数和应变增大系数.结果表明,车辆对大桥的冲击系数因位置和速度而异;应变增大系数则与车速成反比.关键词有障碍行车无障碍行车动力响应特性冲击系数应变增大系数中图法分类号U443.3;文献标志码B作为快速检测鉴定桥梁的重要手段,动载试验用于了解桥梁自身的动力特性和抵抗受迫振动和突发荷载的能力.而关于抵抗受迫振动的研究中,桥梁结构在移动车辆荷载作用下的动荷载效应问题,尤其是其中的动态增量或冲击系数的研究,一直是桥梁工程中备受关注的一个热点问题.基于此,针对东江大桥的动载实验,本文将对其动力响应
3、特性进行分析.1工程概况东莞东江特大桥是一座三桁刚性悬索钢桁梁主桁立面图双层公路特大桥.主桥全长432m,跨度布置为112m+208m+112m.主桁立面采用有竖杆的华伦式桁架,桁高10m,节问长度8m,中间支点处上加劲弦中心到上弦中心高度为28m,上加劲弦采用二次抛物线,上弦杆与加劲弦杆之间用吊杆连接.主桁横向采用三桁结构,桁间距2×18m.主桁三片桁间仅在中间支点上加劲弦与上弦间的大竖杆处设有横向联结系,其他位置将竖杆与横梁联结成横向框架.主桁杆件为箱型截面整体节点结构,杆件之间采用高强度螺栓连接.全桥布
4、置图如图1.1/2上平联平面图1/2下平联平面图图l全桥布置图2010年8月2日收到,8月18日修改作者简介:吴衔,女,硕士研究生,研究方向:桥梁加固与检修.E-mail:wx_520777@163.corn.0000,0∞'-一n.J～煎j暑9.0i9.09.0}9.036.O7590科学技术与工程l0卷2动力响应特性的测试2.1测试目的与内容本桥动载试验通过无障碍行车(跑车)试验,有障碍行车(跳车)试验测定桥梁作为一个整体结构在动力荷载作用下的受迫振动特性和结构的自振特性,以评价大桥的最大动力响应,评价结
5、构的整体工作性能….测试内容包括:(1)无障碍和有障碍行车荷载作用下中桁跨中截面各杆件的动应变.(2)无障碍和有障碍行车荷载作用下中桁跨中截面动挠度.2.1.1无障碍行车(跑车)试验在桥面无任何障碍的情况下,利用2台约400kN载重汽车以约10km/h至40km/h的速度(以每下层10km/h为增量)在同层桥面(分别在上,)跑过主桥,以测试结构在行车载荷作用下的动力反应.主要包括:(1)通过桥梁挠度仪测量中桁跨中截面动挠度,由此分析得到相应的冲击系数.(2)通过动态应变仪测量中桁跨中截面A26和A27杆件的动
6、应变,由此分析得到相应的动态应变增量.2.1.2有障碍行车(跳车)试验在桥跨结构L/2(A-A截面)截面处桥面上设置高度为7cm的弓形板作为障碍物,以模拟桥面的不平整状态.利用2台重约400kN的载重汽车,以约5_30km/h的速度在桥面上行驶,以测试结构在桥面不良状态时运行车辆荷载作用下的动力反应,主要内容与无障碍行车试验相同.2.2测试原理与测点布置竖向振动动挠度测点,在主桥上下两层的中桁中跨的跨中截面处布置竖向振动的动挠度测点,使用激光挠度仪测量竖向振动的动挠度,测点布置如图2.(a)立面图Co)平面图
7、-王一卜一}一一'+一-一4r～十一～～^H-动主桁桁动flt,.韭l..r1JJJllI::【['ll【II(c)跨中横平面图图2车桥振动试验测点布置图竖向振动动应变测点:在主桥上下两层的中桁中跨的跨中截面动挠度测点处布置相应的动应变测点,动应变测点使用电阻应变片进行测量.2.3测试方法试验时,桥上的振动信号由布设的加速度传感器予以测量,通过导线连接,将振动信号经过滤波器,放大器和积分器送至数据采集器,并由计算机进行数据采集和记录,然后再通过专用分析软件进行分析及数据处理,得到桥梁的动力响应特性值.相应的动
8、态测试系统框图见图3.图3动态测试系统框图3动力响应特性测试结果3.1动应变测试结果通过实测得到桥跨在无障碍行车和有障碍行车的部分时程曲线如图4一图7所示,并将各种动载试验实测结果汇总如表1所示.30期吴衔:东江特大桥动力响应特性测试与分析7591图4上层10km/h无障碍行车动应变时程曲线测点5试验试驻SF:!dT:3共7】Pg:4～～,螂""t=-HA(5)A(6'测点6一—一—一——姗猢如l_
