黃 山，魏于航

(1.成都工業(yè)學(xué)院，四川 成都 611730；2.成都魯能置業(yè)有限公司，四川 成都 610051)

0 前 言

公路橋梁作為交通路網(wǎng)中的關(guān)鍵工程，在運(yùn)輸保障中至關(guān)重要。在長(zhǎng)久的荷載和環(huán)境等因素影響下，橋梁的耐久性和安全性將會(huì)降低，造成結(jié)構(gòu)可靠度不足，甚至造成橋毀人亡。動(dòng)載試驗(yàn)可以測(cè)試橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、動(dòng)力沖擊系數(shù)和阻尼比等參數(shù)，從宏觀上判斷橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和安全性。因此，對(duì)既有橋梁開(kāi)展動(dòng)載特性研究，進(jìn)行技術(shù)加固改造具有重要的工程意義，將為橋梁的修復(fù)、加固或重建提供技術(shù)依據(jù)。

1 工程概況

本文依托橋梁全長(zhǎng)102.1 m，全寬9.44 m，跨徑組合為6×16.0 m。上部結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)支空心板橋；下部結(jié)構(gòu)為重力式橋墩和重力式橋臺(tái)。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路-Ⅱ級(jí)。橋梁立面照見(jiàn)圖1。

圖1 橋梁立面

2 自振特性測(cè)試結(jié)果

采用脈動(dòng)法進(jìn)行自振測(cè)試，在橋面無(wú)任何車輛荷載和附近無(wú)規(guī)則震源情況下，測(cè)定自然狀態(tài)下橋跨結(jié)構(gòu)微幅振動(dòng)響應(yīng)，自振頻率的計(jì)算采用有限元軟件Midas建模計(jì)算得到，計(jì)算自振頻率見(jiàn)圖2。

圖2 自振頻率計(jì)算值(f=7.7 Hz)

自振頻率的測(cè)試采用環(huán)境激勵(lì)法測(cè)得，實(shí)測(cè)頻譜圖如圖3所示。

圖3 跨中截面實(shí)測(cè)豎向頻譜圖

計(jì)算頻率與實(shí)測(cè)頻率的對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 計(jì)算頻率與實(shí)測(cè)頻率對(duì)比表 單位：Hz

從計(jì)算與實(shí)測(cè)的結(jié)果對(duì)比可以看出，結(jié)構(gòu)自振頻率實(shí)測(cè)值大于計(jì)算值，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況，該橋梁梁體病害較少，結(jié)構(gòu)完整，實(shí)測(cè)基頻屬于合理范圍之內(nèi)，同時(shí)也說(shuō)明該橋情況良好。

3 行車激振試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果及分析

進(jìn)行跳車試驗(yàn)測(cè)定橋跨結(jié)構(gòu)在橋面不良狀態(tài)時(shí)運(yùn)行車輛荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)和沖擊系數(shù)。用1輛重載汽車(重約200 kN)沿橋梁中心線，以10、20、30 km/h的速度往返通過(guò)橋跨結(jié)構(gòu)，另需在橋跨結(jié)構(gòu)試驗(yàn)截面處橋面上設(shè)置高7.5 cm、底寬30 cm(三角形木板制作)的障礙物，模擬橋面鋪裝局部損傷狀態(tài)。不同速度的有障礙行車(跳車)激振下跨中截面激振圖見(jiàn)圖4～6。

圖4 跨中截面跳車行車10 km/h激振

圖5 跨中截面跳車行車20 km/h激振

圖6 跨中截面跳車行車30 km/h激振

通過(guò)模態(tài)軟件分析，在不同車速下，跨中截面的跳車沖擊系數(shù)見(jiàn)表2。

表2 實(shí)測(cè)跨中截面動(dòng)應(yīng)力沖擊系數(shù)(1+μ)

從表2可以看出，跨中截面跳車沖擊系數(shù)最大數(shù)值為1.50，沖擊系數(shù)較大，考慮到該橋的橋面鋪裝層有局部破損開(kāi)裂，同時(shí)鋪裝層較薄，橋面行車對(duì)該橋的沖擊作用較大。

4 結(jié)論和展望

1)本文通過(guò)對(duì)既有橋梁進(jìn)行動(dòng)載特性分析，為橋梁的加固改造升級(jí)提供了依據(jù)，也對(duì)今后該領(lǐng)域類似的研究有一定借鑒意義。

2)荷載試驗(yàn)是評(píng)定橋梁承載力與安全度的有效辦法,如何利用新結(jié)構(gòu)和新材料對(duì)既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固仍需進(jìn)一步研究。

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