橋梁結構的(de)動力特性,如固(gù)有頻率(lǜ)、阻尼係數和振型等(děng),它(tā)們隻與結構本身的固有性質有關,如結構的組成形式、剛度(dù)、質量分布、支(zhī)承情況和材料性質等,而與荷載等其他條件無關,結構的動力特性是結構振動係統的基本特征,是進行(háng)結構動(dòng)力(lì)分析所必須的參數。另一方麵,橋梁結構在實際的動荷(hé)載作用下,結構各部位的動力(lì)響應,如振幅、應力、位移(yí)、加速度以及反映結構整體動力作用的衝擊係數等(děng),不僅反映了橋梁(liáng)結構在動荷載作用下的受力狀態,也反映了動(dòng)力作(zuò)用對(duì)駕(jià)駛(shǐ)員、乘客舒適性的影響。橋梁結構的動載試驗,就是要從大量的實測數據信號中,揭示橋梁結構(gòu)振動的內在規律(lǜ),綜合(hé)評價橋梁結構的動力性能。
在動載試驗中,可獲取大量橋梁結構振動係統的各種振動(dòng)量如位移、應力、加速度等的時間曆程曲線。由於實際橋梁結構的(de)振動往往很複雜,一(yī)般都是隨機的,直接根據這樣的信號或數據來分析判斷結構振動的性質和規律是困難的,一般需對實測振動波形進行分析與處理,以便對結構的動(dòng)態性能做進一步分析。常用的分析處理方法可(kě)以分為時域分析和頻域分析兩種(zhǒng)。時域分析(xī)是直接(jiē)對時程曲線進行分析,可以得出諸如振幅、阻(zǔ)尼比、振型、衝擊係數等參數;頻域分析是(shì)把時域信號(hào)通過傅立葉(yè)變換的數學處理變換為頻域信(xìn)號,揭示信(xìn)號的頻率成分(fèn)和振動係統的傳遞特性,以得到振動能量按頻率的分布悄況(kuàng),從而確定結構的(de)頻率和頻率分布特性。得出這些振動(dòng)參量後,就可以根據有關指標綜(zōng)合評價橋(qiáo)梁結構的動力性能。
1.橋梁結構阻尼(ní)特性的測定
通常,橋梁(liáng)結構的阻尼比(bǐ)在0.01 - 0.08 之間,阻尼比越大,說明橋梁結構耗散外部能量(liàng)輸人的能力越強(qiáng),振動衰威得越(yuè)快,反之亦然。
2.衝擊係數的確定
動力荷(hé)載作用與橋梁結構(gòu)上(shàng)產生的動(dòng)撓度,一般較同樣的靜荷載所產生的相應的靜撓度要大。動撓度與相應的靜撓(náo)度的比值稱為活荷載的衝擊係數(shù)。由(yóu)於撓度反映了(le)橋梁結構的整體變形,是衡量結構剛度的主要指標,因此活載衝擊係數綜合地反映了動力荷載對橋梁結構的動力作用。