引言

　　橋梁結構在移動的車輛、人群、風力和地震等動力荷載（zǎi）作用下會產（chǎn）生振（zhèn）動。受這些動力荷載因素的影響，橋梁結構（gòu）產生的動（dòng）力效應往往大於其靜止作用在橋上所產生的靜力效（xiào）應。由於本橋為人行懸索橋，並且沿線沒有汽車道路通至橋麵上，常規（guī）的以汽車荷載為動力荷載的（de）動載試驗無法進行。為（wéi）此，提出了以人行、人群跑動、和人車共同耦合作用下的動力荷載試驗技術。同時，本次（cì）動載（zǎi）試驗還采用（yòng）環境激勵（lì）方式（shì），檢測（cè）本人行懸索橋的固有頻率和振動模型。利用（yòng）DH3817動（dòng）靜（jìng）態應變測試分析係統，測量動載作用下該橋指定斷麵上的動應變或指定動撓度，並根據測的數據確定橋梁（liáng）的衝擊係數和動態增量。 
 　　1 動力荷載試驗的內容（róng）
　　動態荷載試驗（yàn）主要是從動力的角度出發，通過記錄和處理在動荷載作用下結構的固有基頻、振型、衝擊係數等參數（shù），分析結構各方麵的性質。動載試驗主要是測試橋梁結構（gòu）的自振特性、速（sù）度時程響應和受迫振動特性。 
 　　根據本人（rén）行懸索橋的實際情況，動力（lì）荷載（zǎi）試（shì）驗的內容包括（kuò）：最大振（zhèn）撓度、橋（qiáo）梁結構的振動應變、振動頻率、橋（qiáo）梁動力衝擊係數（shù）、橋梁結構的阻尼特性等。

2 動力荷載試驗的方法
　　自振特（tè）性測試采（cǎi）用勻速人行、加速人群跑（pǎo）動、人（rén）車（手推車）共同耦合跑（pǎo）動、和人車共同耦合跳過障礙、人車共同耦（ǒu）合跳過障礙急停的方式（shì）。鑒於檢測橋（qiáo）梁為（wéi）大跨度人行懸索橋（qiáo），跑車測試利用一輛分別載重150kg、300kg的雙（shuāng）輪手推車（chē），以慢速（1.2m/s）和快速（2.4m/s）的速度勻速在檢測橋跨行駛；行人測試（shì）是利用不用數量的（de）人群以慢速（1.2m/s）和小跑（3m/s）的速度（dù）勻（yún）速在檢測橋跨行走；跳車（chē）測試是利用一輛（liàng）載重（chóng）300kg的雙輪手推車（chē），使（shǐ）其分別以慢速（1.2m/s）和（hé）快速（2.4m/s）在一高約10cm的墊塊上自由下落；刹車（chē）測試是利用（yòng）一輛載重300kg的雙輪手推車，以快速（2.4m/s）速度（dù）在跨中刹車。動載試驗采用DH3817動態信號采集分析（xī）儀進行（háng）。

3 結構動（dòng）力理論分析
　　橋梁結（jié）構的振型、阻尼係數、固有頻率等動（dòng）力特性主要受其固有性質影響，與結構的其他性質關聯不（bú）大（dà），其（qí）中固有性質主要包括結構的組成形式（shì）、質量分布、剛度、支撐情況、材料性質等。結構動力特性（xìng）作為結構的基（jī）本特性，是進行結（jié）構分（fèn）析必需的參數。同時（shí）由於橋梁結（jié）構受到動荷載作（zuò）用，其（qí）各項參（cān）數會發生變化（huà），比如（rú）振幅、應（yīng）力、位移、加速度以及反映結構（gòu）整體動力的衝擊係（xì）數等。因此可知，通過分析結構動力特性能（néng）夠清楚地掌（zhǎng）握橋梁結構在動荷載作用下的受力狀態及動力作用對行人的舒適性。而分析結構動力特性最有效的方式是（shì）進行橋（qiáo）梁結構的動（dòng）載試驗（yàn），從試驗中獲得數據，通過分析和處理數據發現橋梁振動的內在規律，進而了解和掌握橋梁結構的動力性能。
    利用動載試驗，我們可以獲得大量（liàng）橋（qiáo）梁結構振動係統（tǒng）相關數據，即各種振動量。直接對這些數據進行分（fèn）析很難發現結構振動的性質和規律，因為結構振動很複雜，而且隨機。此時要想獲得結構的動態性能，還需對獲（huò）得的數據進行必要（yào）的分析和處理。
    由於橋梁結構是（shì）一個具有連續分布質量的體係，即自由度體係（xì）無窮大，而（ér）自由度數目與其振型的（de）數目一（yī）致，也就意味著（zhe）橋梁結構的固有頻率以及相應的振型（xíng）有（yǒu）無限多個。盡管如此，在實際的動力分析過程中隻需選取第一固有頻率即可，即（jí）使是十（shí）分必要的情況（kuàng）也隻需選擇前麵幾個固有頻（pín）率即可。 
    動載的衝擊係數是動載（zǎi）在在橋麵前進時對橋梁結構產生的豎向動力效應的增大係數。在動荷載作用下，測定橋梁結構某（mǒu）些部位的振動參數時（shí），首先綜合各項試（shì）驗條件和結構形式（shì）進（jìn）行（háng）測點布置，之後選擇適當的儀器進行（háng）測試。在動荷載作用下，動（dòng）撓度與靜撓度（dù）的（de）比值是（shì）活荷載（zǎi）的衝擊係數，而活載衝擊係數綜合反映了荷載對橋梁的動力作用（yòng），因此必須（xū）對活（huó）載衝擊係數（shù）加（jiā）以測（cè）定和記錄（lù）。 
    用對數衰減率δ或（huò）阻尼比D來表示橋梁結構的阻尼特性， 依據振動理論發現（xiàn），對數衰（shuāi）減（jiǎn）率為

式中，At，At+1分別為相鄰兩（liǎng）個波的振幅值，從衰減（jiǎn）曲線上直接量取即（jí）可（kě）。通常在具體的試驗中，常在衰減曲線上量取多個波形，本文量取的（de）是三個，求得平均（jun1）衰減率

依據振（zhèn）動理論發現，對（duì）數衰減率（lǜ）與阻尼比的關係為

通常情況下阻尼（ní）比都很小（xiǎo），因（yīn）此（cǐ），式（3）可近似為

橋梁結構的阻（zǔ）尼比通常在0.01-0.08之間，阻尼（ní）比和振（zhèn）動（dòng）衰減之間是正（zhèng）比的關係，阻尼比越小，振動（dòng）衰減越慢，反之，相反。
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。因此有（yǒu）必要測定橋梁結構的衝擊係數，具體的做法是安排水桶（tǒng）以不同的（de）速度駛過橋梁，逐次記錄跨（kuà）中截麵的撓度時程曲線（xiàn），按照衝擊（jī）係數的定義有（yǒu）
 式中：Ysmax：最（zuì）大靜撓度（dù）值；

Ydmax：最大動撓度（dù）值。
由於在動力荷載作用下，橋梁結（jié）構產（chǎn）生的振動包含多個頻率，且是隨機的，無（wú）法用（yòng）一個具體的函數來（lái）描述，也就無從知曉結（jié）構的振動規律。隨機數據具有不規則性、不確定性等特點。樣本是指隨機變量的單個試驗，樣本記錄是指每次單（dān）個試驗的時間曆程曲線，隨機過程是指同（tóng）一（yī）試驗的多個試驗的（de）樣本集（jí）合或總體。雖然在單個觀測樣本中隨（suí）機數（shù）據具有很強的不確定性和不規則性，但是對於大量樣本的集合來說，還是存（cún）在一定的規律的。 
4 試（shì）驗結果分析（xī）

①試驗荷載效應理論值采用橋梁結構分析專用程序Midas/Civil
201計（jì）算得到。比較橋梁結（jié）構（gòu）頻率的理（lǐ）論計算值與實測值，若實測值大於理論計算值，說明橋梁結構實際剛度較大，反之，則相反，此時很可能出現意外情況。需要注意的是（shì）在進行理論計算時，由於諸多客觀因素的限製，應使實測（cè）值小於（yú）理論計算值。 
②參考根據動力衝擊係數的實測值，可掌握橋梁結構的通行性能，當實測衝擊係數較大時，說明橋麵的平整程度不良，橋梁結構的通行能力（lì）差，反之亦然。

③阻尼（ní）比和振動衰減之間是正比的關係，阻尼比越（yuè）小，振動衰減越慢，反之，相反。但需注意將（jiāng）阻尼（ní）比（bǐ）保持在合理的範圍內，避免過（guò）猶不及。  

5 結論
動（dòng）載試驗可以（yǐ）得出如下結論：由勻速跑車、跨中刹車和跨中跳車的實測速度時程曲線及（jí）頻譜數據可（kě）知（zhī），該橋橋梁，振（zhèn）動響應較小，阻尼比在0.03-0.06之間，滿足要（yào）求，工作（zuò）性能（néng）良好。通過對人行（háng）懸索橋的動荷載試驗，在荷載效率係數ηq滿足相關規範標準（zhǔn）的基礎上，試驗橋梁滿足設計（jì）強度要求，檢測橋跨的變形符合設計（jì）剛度規定，能夠在（zài）正常彈性範圍內工作。橋梁工程實體檢測及常規檢（jiǎn）測均滿足相關規範標（biāo）準（zhǔn），此外，橋梁的動態（tài）性（xìng）能（néng）也滿足（zú）要求（qiú）。因此，所測橋跨質量（liàng）良好，其（qí）承載能力達到設計要求。
由於本橋的大跨度人行（háng）懸索橋。並位於兩山的山頂，沒有行車的道路，荷載的（de）運輸與加載非常困難。但通過充（chōng）分的技術方法的措施，順利而圓（yuán）滿地完成了本橋的荷載試驗，並達到了預期的（de）結果。本檢測方法具有（yǒu）很好的推廣應用（yòng）價值。 
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