第四章動載試驗
橋梁結構的動力荷載試驗是研究橋梁結構的自振特性和車輛動力荷載與橋梁結構的聯合振動特性。這些測試結果資料是判斷橋梁結構運營狀況和承載特性的重要指標。橋梁結構的振動週期（或頻率）與結構的剛度有著確定的關係。
在設計時亦要避免引起橋跨結構共振的強迫振動振源（如風、列車等）的頻率與橋跨自振頻率相合，引起過大的共振振幅危及橋梁。
某一行車速度下，或所謂接近或達到臨界速度時，結構的動撓度和動應力會達到最大，在設計中這種動力放大作用是採用衝擊係數來考慮的。衝擊係數是橋梁設計的重要技術引數，直接影響到橋梁設計的安全與經濟效能，實測並積累有關衝擊係數的資料，是橋跨結構動力荷載試驗的任務之一。在某振動頻率下過大的振幅，會使乘客和行人感覺不舒服。
當橋梁自振頻率處於某些範圍時，外荷載（包括行駛列車、行人，**、風載，海浪衝擊等）也可能會引起橋共振。近年來研究的橋梁結構病害診斷，實際也是以橋跨結構或構件固有頻率的改變為根據的。因此，對新建的橋梁、舊橋以及對結構承載能力有疑問的橋梁均需進行動力荷載試驗。
本橋結構動力分析採用大型有限元程式ansys、midas等，採用梁單元來建立理論模型，全面分析結構的動力特性和動力反應。動載試驗主要工況有跑車（行車）和剎車等。
以該橋為研究物件，振動測點的布置選在各跨跨中、l/4及支點位置。具體振動測點布置如圖4.1所示。振動測試採用哈爾濱工程力學研究所研製生產的941b型拾振器。
941b型拾振器屬於動圈往復式拾振器，也即質量—彈簧（）系統，有4個微型撥動開關。當微型撥動開關1接通時，動圈往復擺的運動微分方程為：
3-1)
式中，為擺的運動部分質量，、、分別為擺的加速度、速度和位移，為阻
尼係數，為簧片的剛度，為地面運動的加速度。此時，電圈迴路電阻較小，故阻尼常數》1，拾振器的運動部分構成一速度擺，即擺的位移與地面運動的速度成正比，拾振器構成一加速度計，它的輸出電壓與地面運動的加速度成正比。
當微型撥動開關2或3或4接通時，擺的微分方程為：
3-2)
式中，為併聯電容後的當量質量，此時，電圈迴路電阻較大，故阻尼常數<1，當》時，拾振器的輸出電壓與地面運動的速度成正比，構成一速度計。
拾振器用於測量位移（振幅）時，須借助於配套的放大器。放大器是用作放大、積分、濾波和阻抗變換。它也有4檔引數選擇開關，其中檔1和檔2為直通檔，檔3和檔4為積分檔。
使用時，當拾振器上的微型撥動開關2或3或4接通時，放大器引數選擇開關置於檔3或檔4時，儀器輸出位移參量。拾振器的測量方向有鉛垂向和水平向。
振動測試時，加速度或位移振動訊號由941b型拾振器拾取，經相應的放大器放大後，進入北京東方所生產的inv306振動分析儀的數採裝置直接進行採集並記錄，並可實時在膝上型電腦上觀察採集的時程曲線。測試、分析儀器配套使用框圖如圖4.2所示。
圖4.1 動力測點布置圖
圖4.2 振動測試、分析儀器配套使用框圖
動力係數（又稱衝擊係數），是橋梁設計的重要技術引數，直接影響到橋梁設計的安全與經濟效能，因此動力係數的測定非常重要。動力係數為結構的絕對最大動位移與相應靜位移之比，或最大動應變與相應靜應變之比，通常以測定結構動位移和動應變換算得到。《鐵路橋樑檢定規範》規定，也可從豎向振動波形獲得動力係數：
3-3)
式中，——實測最大豎向振幅；——靜撓度實測值；——相應於振動週期的振幅放大倍數。
利用靜載試驗載入機車，進行行車動力響應測試。行車速度分別為25km/h、35km/h、45km/h、55km/h、65km/h、75km/h、85km/h、95km/h，每種速度機車往返跑測試兩次有效資料。由於黔桂線電力機車還沒有運營，試驗租用的內燃機車最高速度只能跑到95km/h，
當試驗車上橋前開始取樣，通過橋梁後停止取樣，記錄火車過橋產生的振動曲線。行車速度由司機控制，實際跑車時的速度可能稍微有所差別。行車速度表列於表4.1。
表4.1 行車速度表
實測該橋在不同行車速度下（同一速度取較大值）的橋跨結構動位移響應結果列於分別列於表4.2，部分實測動位移曲線如圖4.3所示。由上述圖表可看出：
（1）實測測中跨跨中截面豎向、橫橋向振幅為分別2.39348mm、0.88791mm，實測2號墩墩頂最大順橋向動位移為0.06475mm。
（2）實測中跨跨中截面橫向振幅小於《鐵路橋樑檢定規範》第10.5條限值1.134mm（，為支座中心距2.7m），橫向剛度滿足規範要求。
（3）隨著行車速度的增加，各跨跨中豎向動位移響應基本呈現顯增加趨勢。
表4.2 行車動位移測試結果（mm）
表4.2 行車動位移測試結果（mm）
45km/h原始波形145km/h原始波形2
45km/h原始波形345km/h原始波形4
45km/h原始波形545km/h原始波形6
45km/h原始波形745km/h原始波形8
45km/h原始波形945km/h原始波形10
55km/h原始波形155km/h原始波形2
55km/h原始波形355km/h原始波形4
55km/h原始波形555km/h原始波形6
55km/h原始波形755km/h原始波形8
55km/h原始波形955km/h原始波形10
65km/h原始波形165km/h原始波形2
65km/h原始波形365km/h原始波形4
75km/h原始波形175km/h原始波形2
75km/h原始波形375km/h原始波形4
85km/h原始波形185km/h原始波形2
95km/h原始波形195km/h原始波形2
95km/h原始波形395km/h原始波形4
圖4.3 實測部分原始波形圖
動力係數（又稱衝擊係數），是橋梁設計的重要技術引數，直接影響到橋梁設計的安全與經濟效能，因此動力係數的測定非常重要。根據《鐵路橋樑檢定規範》第11.4.
3條規定，從圖豎向振動實測波形可獲得動力係數：
式中，——實測最大豎向振幅；——靜撓度實測值；——相應於振動週期的振幅放大倍數。實測北浩龍江大橋的中跨（64m）跨中截面動力放大係數列於表4.3，在1.
052～1.105之間，且隨行車速度的增加有增大的趨勢。
表4.3 動力係數測試結果
橋梁靜動載試驗方法
關健詞 橋梁工程 動載試驗 靜載試驗 1引言 隨著現代橋梁工程技術的發展，橋梁的建設結構也趨於多樣化。在對新建的橋梁和已建的橋梁，進行營運質量的鑑定和檢測時通常使用的方法，就是對橋梁進行荷載的試驗，從而對橋梁的承載力以及運營的何載等級進行科學的評定。橋梁的何載試驗具體包括動載試驗和靜載試驗兩種。靜載...
京都酒店路口跨線橋靜動載檢測方案
1 工程概況 a 中梁橫斷面圖b 邊梁橫斷面圖 圖1梁橫斷面大樣圖 2 實驗的目的 依據和內容 2.1實驗目的 通過荷載試驗，判斷橋梁的工作狀態，並根據橋梁檢測和荷載試驗結果，結合結構計算分析，對橋梁承載能力 工作狀態進行綜合評估。2.2 試驗依據 1 公路橋涵設計通用規範 jtg d60 2004...
高密靜載試驗方案
1 施加荷載方式 均布荷載，採用袋裝的砂堆載。2 試驗區間選取 根據區域性樓板結構靜載荷試驗區間的選取原則，選取跨度大 質量情況較差 具有代表性的區間進行試驗。原則上在試驗區間內應包含1根全受力主梁 大跨度開間內的全受力次梁和所有板塊單元。試驗前在試驗區間樓板面上以 1 m 1 m劃線分格，試驗根據...