靜載試驗與動載試驗雖然(rán)在試驗目的、測試內容等方麵(miàn)不同,是兩種性質的試驗,但對於全麵分析掌握橋梁結構的工作性能是同等重要的。
1.動荷載試驗
橋梁動載試驗是利用某(mǒu)種激(jī)振方法激起橋(qiáo)梁(liáng)結構的振動,然(rán)後測定其固有頻率、阻尼比、振型、動力衝擊係數(shù)、行車響應等參量,從而判斷橋梁結構的整體剛度(dù)、行車性能。
橋梁結構的動載試驗,目前主要包括兩方麵的內容:
一是測量(liàng)移動車輛荷載作(zuò)用(yòng)下橋梁指定斷麵上的動應變或指定點(diǎn)的(de)動撓度(dù);
二(èr)是測(cè)量橋梁結構的自振特性和(hé)動力響應。
移動車輛荷載作(zuò)用下(xià)的動應變或動(dòng)撓(náo)度測定(dìng),一般(bān)用於實橋試驗,試驗時將單輛或多輛載重車輛按不同的車速通過橋梁,有時為了模擬路麵的不(bú)良情況,還在(zài)橋(qiáo)麵上設置人(rén)工障礙(比如有一定寬(kuān)度和(hé)高度的木板),使行駛車輛產(chǎn)生跳動,以形成對橋梁的衝擊作(zuò)用,此時測(cè)出指定斷麵上的(de)動應變或動撓度,將動(dòng)態情況下的峰值與相應的靜態數值相比,可(kě)以求(qiú)出車(chē)輛振動(dòng)引起的動態增量。用測試的方法確定橋梁的動態增量,是研(yán)究車輛對橋梁動力作用的一種手段,由試驗求得的數據可以作為確(què)定橋梁衝擊係數的依據。
橋梁自振特性的測量對象,可以(yǐ)是實際橋梁,也可以是橋梁模(mó)型。測量模型的自振特(tè)性時,一般要對模型進行專(zhuān)門的激勵(輸入),然後測量模型的響應(輸出),在巳知激勵(lì)和響應(或(huò)隻(zhī)有響應)的情況下可(kě)以(yǐ)求出模型(係統)的自振特性。測(cè)量實橋的自(zì)振特性時,也可以同模型試驗(yàn)一樣,對實橋進行激振,測得(dé)輸入和結構的響應後可(kě)以求出自(zì)振特性。有時,也可以不用對實際結構進行專門的激振,而是利用自(zì)然因(yīn)素(如風、水流、地脈動等)作為實際橋梁的振源(隻要能(néng)滿足一(yī)定的條件),測出實際橋梁在這些自(zì)然(rán)因素作用下的響應,求出實際橋梁(liáng)的(de)自振特(tè)性。
正確確定橋梁結構(gòu)的自振特性(xìng)是進行橋梁(liáng)動力(lì)響應的(de)基礎。結構自振特性中除(chú)阻尼(ní)比外,頻(pín)率與振(zhèn)型可以用計(jì)算的力法求(qiú)得,但計算時所采用的計算圖式與實際結構往往有區別,所以用試驗的方法確(què)定橋梁結構的自振特性就很有必要。
在諸如地震荷載和風荷載作用下,測量橋梁結構的(de)動力響應的目的是:研究橋梁結構抗震和抗風性能,確保橋梁結構抵抗突發(fā)性自然災害的能力。這類動力響應的(de)測試分析(xī)一(yī)般都(dōu)通過模擬震動(dòng)台試驗(yàn)和風洞試(shì)驗進行。在(zài)有條件的(de)地方,也可以在實橋上進行實時測試。
2.靜荷載試驗
所謂(wèi)橋梁靜載(zǎi)試驗,是將靜止的(de)荷載作用在橋梁上的指定位置,然後對橋梁結構的靜(jìng)力位(wèi)移、靜力應變(biàn)、裂縫(féng)等參量進行測試,從而對橋梁結(jié)構在荷(hé)載作用下的工(gōng)作性能及(jí)使用(yòng)能力(lì)作出評價(jià)。
靜(jìng)載試驗是橋梁結構試驗中最大量、最(zuì)常見的基本試驗。因為橋梁結構工作時所受(shòu)的荷載主要是(shì)靜力荷載,其自重當然屬於靜力荷載(zǎi),就是荷載位置隨(suí)時間而(ér)變的移動車輛荷(hé)載,在設計(jì)計算時一般也是(shì)作為靜載來考慮(lǜ)的。這樣(yàng)做的原因,一方麵(miàn)是:因為(wéi)區分靜力問(wèn)題與動力問題的主要標誌,並(bìng)不是與(yǔ)結構受力狀態有關的各物理量是否隨時間變化,而是由結構的運動加速度引起的(de)慣性力是否已經大到不可忽略的程度,通常由移動車輛荷載引起的結構反應的動態增量部分隻占全部反應的極小部分;另一方麵(miàn),將移動車輛荷載作為動力問題來考慮,分析起來過於(yú)複雜,因此,常用(yòng)將靜力荷載乘以衝擊係數的辦法來近似考慮(lǜ)移動車輛荷載的動力影響(xiǎng)。
橋梁結構靜載試驗,一般可以通過重力或其他類型的加載設備來實現,並能(néng)滿足試驗要求。靜載試驗的加載過程,是從零開始逐步遞增,一直到預定(dìng)的荷載為(wéi)止。靜載試驗是了解結構特性的重要手(shǒu)段,不僅用它來(lái)直接解(jiě)決結(jié)構的(de)靜(jìng)力問題,就(jiù)是在進行結構動力(lì)試驗時,一般也要先進行靜載試驗,以測定結(jié)構有關的特性參數。