橋梁檢測(cè)中的振動(dòng)分析及應(yīng)用.pdf

1、1 引言 橋梁結(jié)構(gòu)在移動(dòng)的車(chē)輛、人群、風(fēng)力和地震等動(dòng)力荷載作用下會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)是橋梁結(jié)構(gòu)分析的一項(xiàng)重要內(nèi)容。橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)影響因素復(fù)雜，僅靠理論分析還不能滿(mǎn)足工程應(yīng)用的需要，一般需采用試驗(yàn)分析和試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法解決，橋梁動(dòng)載試驗(yàn)就成為該問(wèn)題必不可少的手段。橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性(振型、頻率和阻尼比)是橋梁承載能力評(píng)定的重要參數(shù)，同時(shí)也是識(shí)別橋梁結(jié)構(gòu)工作性能和橋梁抗震分析的重要參數(shù)。隨著我國(guó)公路橋梁檢驗(yàn)制度的推行，橋梁

2、的動(dòng)載試驗(yàn)將會(huì)越來(lái)越受到重視。 在車(chē)輛動(dòng)載和個(gè)別情況下人群動(dòng)荷載、風(fēng)力和地震地面運(yùn)動(dòng)作用下，橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)增大按靜力計(jì)算的內(nèi)力和可能引起結(jié)構(gòu)局部疲勞損傷，或會(huì)形成影響橋上行車(chē)的舒適與安全的振動(dòng)變形和加速度，甚至使橋梁完全破壞，如1940年秋美國(guó)Tacoma吊橋因風(fēng)激扭轉(zhuǎn)顫振而破壞的情況和1972年夏我國(guó)唐山大地震時(shí)唐山市附近的灤河公路橋的破壞片段?？梢?jiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)是影響橋梁的使用與安全的重要因素之一。 2 橋梁結(jié)

3、構(gòu)振動(dòng)的原理橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)，是伴隨著外作用輸入(車(chē)輛動(dòng)荷載、風(fēng)力、地震波)和摩擦損耗(材料內(nèi)摩擦和連接及支撐的摩擦)，結(jié)構(gòu)體系的變形能量和運(yùn)動(dòng)能量互相轉(zhuǎn)換的周期性過(guò)程。體系受外作用輸入的感應(yīng)程度，與它的固有頻率與輸入作用的頻率之比，即共振程度，密切相關(guān)。因此在所有橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析中，必須首先確定結(jié)構(gòu)的固有頻率和阻尼(摩擦)這兩個(gè)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。 2．1 梁橋的固有振動(dòng)固有振動(dòng)反映固有系統(tǒng)的固有特性，是研究一切振動(dòng)問(wèn)題的基礎(chǔ)。所謂固有