桥梁冲击系数影响因素分析及偏差成因.pdf

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1、L0WCARBoNWORLD2oi4，9交通环保桥梁冲击系数影响因素分析及偏差成因王立新(辽宁省产品质量监督检验院，辽宁沈阳110032)【摘要】影响车辆对桥梁冲击作用的因素复杂，目前通过理论计算来解决桥梁冲击系数异常的问题还有难度，主要借助于实际检测的方法，对冲击系数进行近似的反映。本文以一座石拱桥的动荷载试验为计算实例，分析了该石拱桥的冲击系数异常的影响因子进行分析，对实际检测值与规范设计值的偏差成因进行了解释。【关键词】冲击系数；动力响应；动力特性【中图分类号】U448．14【文献标识码】B【文章编号】2095—2066(2014)17—0259—021引言右，表

2、明该桥桥面沥青混凝土的铺装层重新铺装强化了拱上在公路和铁路桥梁检测、加固设计中．冲击系数是个主结构的耦合作用．提高了该桥上部结构的整体刚度要计算考虑的参数，冲击系数的作用是在桥梁计算中将加荷从试验加栽车辆的竖向自振频率的检测结果可以看出．汽车荷栽对桥梁的冲击力加以量化。即汽车荷载对桥梁结构桥面加固前的桥梁二阶竖向自振频率和加载车辆的竖向自振的冲击作用为汽车荷载与冲击系数的乘积。从目前公路和频率较接近，桥面加固之后，桥梁的二阶竖向自振频率与加载铁路桥梁的检测冲击系数的情况分析，不同桥型的桥梁的冲车辆的竖向自振频率比加固前更接近，这会导致车一桥共振击系数检测值往往会略大于规

3、范设计值，有时达到十几倍，以4主要因子影响分析拱桥表现的尤为突出。本文以辽宁某地一座石拱桥的动荷载4．1桥面平整度试验为计算实例．对实际检测的冲击系数变化以及原因进行由结构冲击响应分析可知．同等荷载和车速的跑车检测了分析和探讨试验中，在桥面加固后，汽车对1／2跨的冲击效应有一定程度2大桥及试验概况的降低．实际检测得到的冲击系数降低了50％左右。说明桥面该试验桥梁是一座无铰石拱桥，全桥由一净跨径为72m、平整度对冲击系数的影响显著。即使改善桥面平整度，明显的矢跨比1／8的主跨和两岸各1跨净跨径为7m的边跨组成．拱降低了荷载汽车对桥梁的冲击效应，但是与同类型桥梁相比，轴系数

4、为2．522．主跨每侧布置4个腹拱。该桥建成于1992跨中的冲击还是相当明显的。而桥面加固前后．1／4跨的截面年，荷栽设计等级为汽车一20，挂车一1o0，人群一2．5kN／m。大桥的冲击系数和振幅却变化不大。建成投入运营已22年．桥面铺装破损较为严重，表面大小坑4．2车桥耦合作用洼不平。重栽车梁通过该桥时，桥梁振动较为明显。桥面加固后，混凝土铺装层加强了桥梁上部建筑的耦合利用重荷载试验车辆对该桥进行了跑车、刹车、脉动等动作用，提高了桥梁结构的整体刚度，提高了桥梁结构的自振频荷栽试验．测试了加载车辆的自振特性，分析了该桥在重荷载率，使桥梁的二阶频率与车辆自振频率更接近．从

5、而导致了汽车作用下的振动性能．通过综合分析测试结果，并与理论计车一桥的耦合振动算值进行比较，讨论了该桥振动异常的原因。在桥面加固前后4．3检测车辆车速的两次动载试验中，均采用荷载相近的三轴车辆试验。桥面加固前后1，2跨和1／4跨的截面的冲击效应与检测3检测结果车辆车速有明显的相关性，比较实测的冲击系数和振幅的变3．1自振特性理论计算化．可以明显看出冲击系数和振幅随着车速的提高而显著地增大．在25km／h左右车速时达到顶峰。说明汽车动荷栽驶过通过ansys有限元软件建立了该桥的主体上部结构有限元分析计算模型，采用空间结构单元粱，分析计算桥梁结构的桥梁时，随着速度的不同，汽

6、车荷栽对桥梁的振动作用和作用的时间也会随之发生变化。从而对桥梁产生不同的冲击效应。模态．可以计算出该桥的理论自振频率和理论振型。3．2桥梁结构动力特性测试结果4-4桥梁纵坡、矢跨比该桥桥面设双向3％的纵坡．当汽车荷载驶过桥梁时，荷分别在1／2跨与1，4跨的截面采用跑车激励和跳车，使该载的竖向惯性力会加剧结构的耦合振动，同时该桥采用较小桥产生按指数衰减的自由振动状态，用高分辨率的加速度测试仪采集桥梁结构自振所产生的信号并通过采集分析测试系的矢跨比，同样加大了桥梁的振动。统进行记录．通过计算分析，可得到桥梁结构的竖向自振频率5异常因素分析和阻尼比。桥面加固前后的检测试验计算

7、结果见表1。从本次石拱桥的试验检测的结果来看，实际测得的桥梁表1桥面加固前、后检测自振频率和阻尼的冲击系数与规范的计算值有很大的偏差，明显大于规范的振型特征桥面硬化前桥面硬化后理论值桥面硬化桥面硬化计算值。造成上述结果的可能原因有以下几点：凸实测均值实测均值前阻尼比后阻尼比(1)从桥梁结构的动力特性角度出发，在现行的规范中，nr,t-反对称竖向弯曲2．18O2．6981．2500．O4060．0236冲击系数的取值仅仅只考虑了桥梁结构本身的基频，而旧版三对称竖向弯曲2．7123．1202．1220．02l10．0220对称竖向弯曲4．8l