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基于频率校验系数快速评定桥梁结构承载力_论文

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第 1卷 8 第 3期  山东交通学 院学报  J U N LOFS A D NGJA ' N   N V R IY O R A     H N O  IOI G U I E ST   ’ O Vo . 8 NO 3 11  .   Sp 2 0 e . 01   21 0 0年 9月   D I1 .99 ji n 17 - 0 2 2 1 .30 7 O :0 3 6 /. s.6 2 03 .0 00 .0  s 基 于 频 率 校 验 系数 快 速 评 定 桥 梁 结 构 承 载 力  邹 兰 林  彭  冬  , (. 1 武汉科技大学 汽车与交通 工程 学院, 湖北 武汉 4 0 8 ;.孝感市公路 管理局 , 3012 湖北 孝感 4 20 ) 3 00   摘要 : 出一种基于频率校验 系数 的快速评定桥 梁结 构承载力 的评定 方法 。建立 频率校 验系数与 挠度校 验系  提 数之间的理论 关系 , 以 1 3座样 本桥梁分析结 果对 2个系数 进行 修正 。结合静载试 验评定结果 , 并 7 确定挠 度校  验系数的合理取值范 围, 回归关 系换 算 出相 应 的频 率校 验 系数 评定 标 准。结果 表 明 , 按 频率 校 验系 数大 于  115时 , .0 结构承载力满足要求 , 有一定安全储备 ; 并 小于 106时 , .7 结构承载力不足 ; 频率校验 系数介于两 者之  间时 , 构 承 载 力 有 待 进 一 步 评 定 。 结   关 键 词: 频率校验系数 ; 快速评定 ; 承载力 ; 回归 分析  文献标识码 :   A 文章 编号 :62 0 3 (0 0 0 - 0 10  17- 0 2 2 1 )3 03— 5 中图分类 号 :4 1 U 4  目前 , 定桥 梁结 构承载 力 主要采 用静 载试 验 和 动 载试 验 相 结合 的方 法 。通过 静 载 试 验 , 量 桥 梁  评 测 结构 的应 变 和挠 度 , 与相应 的理 论计 算结 果进 行 比较 得 到 校验 系数 , 一 步计 算 结 构 承载 力来 判 断 其  并 进 安全 性 H 。通过 动载 跑车 试验或 跳 车试验 , 量桥 梁结构 的频率 、   J 测 阻尼 以及 冲击 系数 , 比较 实测值 与理论  值之 间 的关 系 , 评定桥 梁 结构整 体 刚度 和整体 受力 性能 瞳 。但 是静 载试 验准 备周期 长 、 』 桥下 工作 量 大 , 尤  其遇 到深水 或 峡谷环 境 时 , 载试验 难度 更大 , 验 评定 效 率 较低 J 静 试 。而 动 载试 验 只 能在 一定 程 度 上反  映结构 的整 体 刚度 , 能定 量评 定桥 梁结 构 的承 载 力 。为此 , 多机 构从 动力 角 度研 究 快 速评 定 桥 梁结  不 许 构 承载 力 的方法  。本 文从 理论上 提 出动载 频率 校验 系数 的概 念 , 立动 载 频率 校 验 系数 与静 载 挠度  建 校 验 系数之 间 的关系 , 虑不 可控 因素 的影 响 , 过分析 样本 桥梁 实测 数据 , 考 通 回归分析 得 到实 测动 载 频率  校 验 系数 与静载 挠度 校验 系数 之间关 系 , 对理论 关 系式进 行修 正 。通过 挠度 校验 系数 评定 标 准换 算 出频  率 校验 系数 的合理 取值 范 围 , 为频率 校 验系数 评 定 的准 则 , 静 载挠 度 校 验 系数 评 定 结果 与 动 载频 率  作 将 校 验系 数评 定结 果建 立相关 联 系 , 以动 载 频率校 验 系数作 为快 速评 定桥 梁结 构承 载能 力 的指 标 。   1 理 论 分 析    对桥梁结构进行荷载试验 , 通过测量结果与理论计算结果 的比较 , 查得校算系数来判断桥梁结构承  载力 , 用校 验 系数衡 量桥 梁结 构承 载力 , 校验 系数 表达式 为  7=  S, 7 S/     () 1  式 中 . 为试验荷载作用下 , s   实际测量的结构弹性变位 ; 为试验荷载作用下 , . s   理论计算结构变位。   由于结 构挠 度和 频率都 可 以表示 为结 构 刚度 的 函数 , 么通过 刚度转换 即可建立 挠 度校 验 系数 与频  那 率 校验 系数 之 问的关 系 。   以简支 桥梁结 构 为例 , 中截面 为控制 截 面 , 种荷 载可 以简 化 为图 l 示 的跨 中集 中力 , 挠 度计  跨 各 所 其 算 式为  收 稿 日期 :0 0 0 — 0 21-62  基金项 目: 国家 自然科 学 基金 资 助项 目(0 7 2 7  5980 ) 作者简介 : 邹兰林 (9 4 ) 男, 17 一 , 湖北天 f人 , - 武汉科技 大学讲 师, ] 工学博士, 主要研 究方 向为桥梁可靠性  3  2 J ,:  山东交通学院学报  21 00年 9月 第l 8卷  一 8I   E  4 ’   ,   \-/ (2)   式中 P为集 中力 ;为计算跨径 ;l f E 为截面抗弯 刚度 。   将 式 ( ) 人式 ( ) 2代 1 可得挠 度校验 系数 叼 为    }  El e   s   7 7   E o  一 l' e 式 中  为截 面 的实 测挠度  为 截面 的理 论计 算 挠  图1 简 桥梁结   支 构 度 ;   E, 为截面 的实测抗 弯刚度 ;。 为截 面 的理论计 算抗弯 刚度 。 E, 。   由此可见 , 在结构几何参数一定的条件下, 挠度校验系数主要反映实测挠度对应的结构刚度与理论  计算挠度对应的刚度的比。简支结构频率与刚度之间的关系为  n" i 2 T\ C  - )√ , O n i     - 式 中  为 简支结构 频率 ; 频率 阶



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