某立交桥动载试验实例研究.pdf

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1、第36卷第3期温州大学学报·自然科学版2015年8月Vol36,No3JournalofWenzhouUniversity·NaturalSciencesAug,2015某立交桥动载试验实例研究汪耀武(咸宁职业技术学院，湖北咸宁437100)摘要：对某立交桥进行了桥梁动载试验．通过桥梁模态试验和不同工况下的车辆激励试验，测定桥梁结构的自振特性，用以评价桥梁在动荷载作用下的工作性能，预测桥梁运营状况，并为以后同类桥梁检测及试验提供一定经验．试验结果表明该桥在力学性能上满足设计和使用要求．关键词：动载试验；模态试验；车

2、辆激励试验中图分类号：U446.1文献标志码：A文章编号：1674-3563(2015)03-0050-07DOI：10.3875/j.issn.1674-3563.2015.03.007本文的PDF文件可以从xuebao.wzu.edu.cn获得桥梁结构在移动的车辆、人群、风力和地震等动力荷载作用下会产生振动，但主要是由于车[1]辆荷载以一定的速度在桥上通过而产生的．同时，车辆驶过桥梁时，由于桥面起伏不平或发动机的抖动等原因都会使桥梁振动加剧．桥梁的动载试验是将动荷载作用在桥梁的指定位置，测定桥梁结构自振频率、阻

3、尼比和冲击系数等，它是了解桥梁实际工作状态和承载能力的直接手段．通过动载试验能评定桥梁结构在荷载作用下的实际工作状态，综合分析判断桥梁结构的承载能力和使用条件，从而为该桥的养护维修提供资料和建议．近年来，桥梁动载试验由于工作量较小，费用低，试验时间短，操作方便、快捷而受到青睐．因此，桥梁动载试验迅速发展起来，并得到了[2-3]广泛应用。1工程概况昆明市某立交桥为东三环互通式立交桥，本互通主线桥上部结构采用4m×25m空心板简支梁，桥面净宽16m，墩台按径向布置，斜交20度，本桥下部结构：桩柱式桥墩，柱桩基础，桥墩桩

4、基嵌入弱风化泥质粉砂岩中均不少于3m，本桥桥面连续，于0、4号墩台处设置FFSB80型伸缩缝，台帽与梁板间留6cm间隙，桥台处设四氟板式橡胶支座GJZF4180mm×300mm×44mm，其余设置普通板式橡胶支座GJZ180mm×300mm×42mm，其余桥墩均为矩形墩接盖梁，单排桩基础，全桥桥墩下均置承台．立交桥截面图如图1所示．0号台1号台2号台3号台4号台图1立交桥截面图收稿日期：2014-11-07作者简介：汪耀武(1982-)，男，湖北咸宁人，讲师，硕士，研究方向：建筑工程汪耀武：某立交桥动载试验实例研究

5、512试验布置2.1桥梁模态试验根据立交桥的特点及现场实际情况，本次模态试验选取左幅第1跨空心板梁进行模态试验．试验时在左幅第1跨1/4跨附近设置一只传感器作为基准点，另外在桥梁的四分点位置设置两只传感器，通过移动这两只传感器来分批采集天然脉动信号．对各测点进行传函[4]分析和模态拟合得出该桥的各阶振动频率和阻尼值．测点传感器布0号1号置图如图2所示．2.2车辆激励试验图2传感器布设图2.2.1试验荷载及工况本次车辆激励试验采用1辆载约重30吨的自卸车，车辆尺寸如图3所示．210kN90kN400cm180cm40

6、0cm图3加载车型图根据试验方案，本次车辆激励试验按照表1中的工况进行．表1车辆激励试验工况序号工况振动位移观测点位置1一辆重车以10km/h的速度匀速跑车2一辆重车以20km/h的速度匀速跑车3一辆重车以30km/h的速度匀速跑车4一辆重车以40km/h的速度匀速跑车左幅第1跨跨中处5一辆重车速度为10km/h在跨中紧急刹车6一辆速度为20km/h的重车在跨中紧急刹车7一辆速度为10km/h的重车在跨中跳车8一辆速度为20km/h的重车在跨中跳车2.2.2测点布置车辆激励试验时动挠度时程响应测点选取在左幅第1跨跨

7、中．3试验分析3.1桥梁模态试验3.1.1时域波形图脉动测试时，分次采集的各测点速度信号、典型测点时程波形曲线和自功率谱见图4至7．3.1.2自振频率和阻尼比由上述采集的各测点时域波形图，通过传函分析和模态拟合，可以得出桥梁的自振频率和阻尼比，如表2所示．表2中自振频率的理论计算值采用MidasCivil软件进行计算．52温州大学学报·自然科学版(2015)第36卷第3期图42号测点的时程波形曲线图52号测点的自功率谱图65号测点的时程波形曲线图75号测点的自功率谱汪耀武：某立交桥动载试验实例研究53表2桥梁自振特

8、性实测值与理论计算值的比较自振频率桥名频率阶数阻尼比/%fmi/fdi实测值fmi计算值fdi第1跨桥14.684.163.351.12从表2可以看出，桥梁自振频率计算值与实测值吻合较好，但实测值大于计算值，说明桥梁的实际刚度较大．3.2车辆激励试验3.2.1跑车试验结果1）时程曲线本次跑车试验采集了一辆载重30吨的自卸车以时速10–40km/h在桥面上行驶