橋梁結(jié)構(gòu)是承受恒載、車(chē)輛荷載、人群荷載等主要荷載的結(jié)構(gòu)物。當(dāng)車(chē)輛以一定速度在橋上通過(guò)時(shí),由于發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)、橋面的不平順等原因會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。此外,人群荷載、風(fēng)動(dòng)力、地震力的作用也會(huì)引起橋梁振動(dòng)。隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展,一方面,車(chē)輛的數(shù)量、載重量有了迅速的增長(zhǎng),車(chē)輛的行駛速度也有了很大的提高;另一方面,隨著新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的推廣應(yīng)用,橋梁結(jié)構(gòu)逐漸趨向輕型化,而對(duì)于大跨度、超大跨度橋梁結(jié)構(gòu),地震、風(fēng)振往往是設(shè)計(jì)施工的控制因素。因此,車(chē)輛荷載或其它動(dòng)力荷載對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊和振動(dòng)影響,已成為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算、施工、運(yùn)營(yíng)、維修養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的重要問(wèn)題之一。橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題,影響因素比較多,涉及的理論比較復(fù)雜,僅靠理論分析是不能達(dá)到多采用理論分析與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的研究方法,因此,振動(dòng)測(cè)試是解決工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題必不實(shí)用的結(jié)果,一般多采用理論分析與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的研究方法,因此,振動(dòng)測(cè)試是解決工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題必不可少的手段。近20年來(lái),隨著電子計(jì)算機(jī)普及與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,振動(dòng)測(cè)試技術(shù)取得了極大的進(jìn)展;一方面表現(xiàn)在風(fēng)洞試驗(yàn)、模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、擬動(dòng)力試驗(yàn)得到了廣泛的應(yīng)用,另一方面表現(xiàn)為工程結(jié)構(gòu)在地震荷載、風(fēng)荷載、車(chē)輛荷載作用下動(dòng)力反應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試手段也得到了很大的改進(jìn)。
橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)載試驗(yàn)是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng),測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比、振型、動(dòng)力沖擊系數(shù)、動(dòng)力響應(yīng)(加速度、動(dòng)撓度)等參量的試驗(yàn)項(xiàng)目,從而宏觀(guān)判斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度、運(yùn)營(yíng)性能。橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)載試驗(yàn)與靜載試驗(yàn)雖然在試驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)試內(nèi)容等方面有所不同,但對(duì)于全面分析掌握橋梁結(jié)構(gòu)的工作性能是同等重要的。就試驗(yàn)步驟而言,基本上與靜載試驗(yàn)相同,動(dòng)載試驗(yàn)也要經(jīng)過(guò)準(zhǔn)備、試驗(yàn)和分析總結(jié)三個(gè)階段。就試驗(yàn)性質(zhì)而言,動(dòng)載試驗(yàn)也可分為生產(chǎn)鑒定性和科學(xué)研究性試驗(yàn),一般情況下,動(dòng)載試驗(yàn)多在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)構(gòu)上進(jìn)行測(cè)試,也可根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和實(shí)際需要在室內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的動(dòng)載試驗(yàn),如在風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行大跨度橋梁的風(fēng)致振動(dòng)試驗(yàn)、在模擬地震振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)試驗(yàn)研究等。橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)載試驗(yàn)的基本任務(wù)大體可歸納為以下幾個(gè)方面。
(1)測(cè)定結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性,如測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的自振頻率、阻尼特性、振型等。
(2)測(cè)定結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng),如測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在車(chē)輛荷載、風(fēng)荷載作用下的振幅、動(dòng)應(yīng)力、加速度等。
(3)測(cè)定動(dòng)荷載的動(dòng)力特性,如測(cè)定引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)作用力的大小、方向、頻率與作用規(guī)律等。