基于固有頻率變化率的橋梁支座病害識別技術(shù)的研究.pdf

1、支座作為橋梁結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，它的造價雖然在橋梁建設(shè)費用中占得比例相對較低，但是支座在橋梁結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。它將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到墩臺上的同時，滿足了橋梁上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度、混凝土收縮徐變等作用下的自由變形。由于各種原因，支座存在著各式各樣的支座病害，直接影響橋梁的使用壽命和使用安全?，F(xiàn)在橋梁支座的檢測方法還比較原始，主要靠人工的尺量、觀察進行，還停留在表觀檢測的階段，對橋梁支座安裝后的實際工作性能的檢測研究還較少。由于支座

2、的高度小、所處的部位光線較暗，而且支座的檢測是高空作業(yè)，這給橋梁支座的檢測帶來了一定的困難，而橋臺上的支座在胸墻的一面檢測就更加的困難?，F(xiàn)在支座檢測的儀器還很簡陋，僅靠肉眼觀察、尺量的局限性很大，難以準確反映支座的實際工作狀態(tài)，只有對支座作出定性、定量的分析，才能鑒定其使用情況。
　　基于橋梁振動理論的檢測技術(shù)具有操作簡便、效率高、經(jīng)濟成本較低、不需要阻斷交通且不對結(jié)構(gòu)造成損傷等優(yōu)點，而且能夠從全局對結(jié)構(gòu)進行把握。橋梁支座作為連接

3、橋梁梁體和橋墩的傳力構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)分析中作為橋梁的邊界條件，對橋梁的振動特性的影響貢獻較大?；诖吮疚姆謩e以實驗和數(shù)值計算的方法，討論了運用頻率變化率檢測橋梁支座病害的方法。
　　首先本文通過分析結(jié)構(gòu)的運動方程，以及橋梁的結(jié)構(gòu)體系，提出支座可以看成整個橋梁結(jié)構(gòu)體系的一部分，它可以簡化為連接橋墩與其橋梁的一根彈簧，支座對于結(jié)構(gòu)的振動的貢獻僅取決于支座的剛度，橋梁的各種病害對橋梁振動特性的影響是由于彈簧的剛度的變化造成的。
　　其

4、次，在理論分析的基礎(chǔ)上本文以16米鋼筋混凝土空心板式簡支梁橋為基礎(chǔ)，按1:5的比例，制作了三片鋼筋混凝土試驗梁，將支座的剛度變化轉(zhuǎn)化為支座接觸面積的變化。應(yīng)用實驗的方法，使用DHDAS5922振動采集系統(tǒng)，采用跳梁法采集了在支座正常布置情況下的自振頻率以及在各支座剛度下降情況下自振頻率，探索了橋梁支座剛度對橋梁的自振頻率的影響。通過研究自振頻率的變化率，得出橋梁支座剛度的變化對橋梁的自振頻率變化率的影響趨勢。通過實驗發(fā)現(xiàn)：支座剛度的降低

5、會影響結(jié)構(gòu)的自振頻率，且結(jié)構(gòu)自身的固有頻率會隨著支座剛度的降低而降低。支座剛度變化對結(jié)構(gòu)自振頻率的影響隨支座位置的不同而不同，靠近橋梁兩側(cè)的邊梁支座對自振頻率的影響要大于靠近橋梁中央的支座的影響。由多支座共同發(fā)生病害時，結(jié)構(gòu)頻率的總變化率高于單個支座分別發(fā)生病害時頻率變化率的和，由于各支座單獨發(fā)生病害時頻率變化率處于同一量級，所以隨著病害支座數(shù)量的增加，結(jié)構(gòu)的自振頻率降低率呈階梯變化。由此可以對病害支座的病害程度、病害位置、病害數(shù)量進行