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基于动力特性试验桥梁结构技术状况评定研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

结构动力特性是桥梁的固有特性,主要包括三个主要参数(频率、振型和阻尼比),是评定桥梁承载能力状态的重要参数。结构动力特性参数是由结构形式、建筑材料性能等结构所固有的特性所决定的,与外荷载无关。桥梁在实际动载作用下,结构各控制部位的动力响应,如动应力、动挠度和加速度以及反映结构整体动力作用的冲击系数等,除了可以用来分析结构在动载作用下的受力状态外,还可验证或修正理论计算值,并作为结构设计的依据。

桥梁动力特性试验以其工作量较小、费用低、试验时间短、操作方便和快捷而受到青睐[1]

1 动力特性试验的作用

1)测定新建桥梁的动力特性和模态参数;2)评定现有桥梁的运营等级(承载能力);3)桥梁健康监测与状态评估;4)模拟地震试验和桥上荷载识别;5)抗风试验与疲劳试验。

由表1我们可以看出,工业企业应收账款净额2013年较2012年上涨 11.19%,2014 年较 2013 年上涨 11.23%,2015 年则上涨11.46%,2016年上涨11.68%。应收账款作为企业资产中流动性较强的流动资产,长期的占用使得企业在运营过程中缺失了这部分资产为企业带来的长远利益。并且,应收账款的账龄越长,企业面临坏账风险的概率就越大。因此,企业管理层对客户信用信息管理日益重视,以实现降低企业应收账款风险的目的。

2 动力特性参数

2.1 自振频率

自振频率指单位时间内完成振动的次数,通常用f表示。桥梁的基频宜采用有限元方法计算,当无更精确方法计算时,连续梁桥也可采用下列公式估算[2],计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时,采用基频f1;计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时,采用基频f2

 

式中:l——结构的计算跨径(m);E——结构材料的弹性模量 (Pа);I c——结构跨中截面的截面惯矩 (m4);m c——结构跨中处的单位长度质量(kg/m),当换算成重力计算时,其单位应为((N·s2)/m2);G——结构跨中处延米结构重力 (N/m);g——重力加速度,g=9.81 m/s2

桥梁结构是承受荷载的结构物,我们不仅要研究桥梁结构本身的动力特性,还要进一步研究由车辆动荷载引起的车致振动以及其他动力响应等。

  

图1 时域曲线图

  

图2 频谱图

实际公路桥梁冲击系数一直是国内外学者研究的热点之一,目前对一些实桥动力响应参数(如试验冲击系数、车致振动加速度等)的定量评估尚缺乏标准和规范。对特大跨径桥梁,目前尚缺乏实用可靠的、分辨率能较好满足要求的动挠度测试设备,在现场条件受限无法测定动挠度时,通常采用动应变来计算冲击系数。

但这样的生物,偏偏还有着强壮的肢体和尖锐的獠牙。它们手爪锋利,臂力惊人,青辰曾亲眼见过一只壮年山精,独挑三头恶狼而不落下风。最后,其中一头狼被生生掰断了下颚,另一头被踩断了脊梁,剩下的最后一头,夹着半截血淋淋的尾巴逃进了林子。

2.2 振型

桥梁结构动力特性三个参数中,阻尼比是唯一依赖实测得到的,只能是试验值,但实桥试验中如何确定阻尼却是最为复杂的问题,有待进一步深入研究。

  

图3 实测竖向前4阶与理论竖向前4阶振型图

实测竖向前4阶振型和理论竖向前4阶振型基本一致,且实测自振频率大于理论计算值。振型是结构上各点振幅值的连线,它不是结构的变形曲线。桥梁结构存在或出现缺损时,一般自振频率会降低,会造成振型的差异。一般来讲,变异区段即为缺损所在区段[4]

因此,教师应该在教学中重视培养学生联系上下文和搭配的学习策略,改变学习词汇就是机械枯燥地背词汇表的低效方法,使学生有效率地学习词汇,学好词汇,以便在交际中能很好地使用词汇。

阻尼是存在于结构中的消耗结构振动能量的一种物理作用,它对结构抵振动有利;阻尼比的大小决定了自由振动衰减的快慢程度。通过跑车试验,测得某桥梁在车辆荷载激振作用下的振动衰减曲线,如图4所示。

2.3 阻尼比

Step 2:Learning the present subjunctive mood based on Situation 1:Michael’s pains.这一阶段学习现在时的虚拟语气。教师用ppt呈现情景一,描绘出得到神奇的人生遥控器之前,主人公Michael在家庭和事业的双重压力下的悲惨生活。根据图片,学生很容易得到以下一些事实(facts):

  

图4 车辆荷载激振作用下的桥梁振动衰减曲线

 

参考文献:

3 结语

利用MIDAS/Civil程序,采用子空间迭代法,求解某桥梁上部结构采用 (4×40)m预应力混凝土先简支后连续小箱梁的计算自振频率为2.775 Hz。采用环境随机激振法实测结构自振频率,时域曲线图如图1所示;对时域信号进行快速傅立叶分析获得的频谱图,如图2所示。获得测点信号的频谱图后,用传递函数法对选择的频率峰值进行参数识别,可以求得实测自振频率3.223 Hz。

实测获得某桥梁测点信号的频谱图后,用传递函数法对选择的频率峰值进行参数识别,可以求得结构的自振频率、振型及阻尼比。某桥梁实测竖向前4阶与理论竖向前4阶振型图,如图3所示。

实测自振频率大于计算自振频率,可认为结构实际刚度大于理论刚度,反之则实际刚度偏小。自振频率与结构刚度有着明确的关系,自振频率容易精确测量,利用自振频率评价桥梁的刚度也具有较高的可靠性[3]

阻尼比参数,可以通过和同一座桥的历史数据对比,或同类桥梁历史经验数据对比,粗略判断桥梁结构的技术状况是否出现劣化,如阻尼比明显偏大,则桥梁结构技术状况可能存在缺损或出现劣化[5]。阻尼比计算如下式所示:

[1]张兰英.桥梁动载试验的作用与发展前景[J].公路,2002(9):32-35.

另外,从宏观角度来看,在当前消费升级的大背景之下,中国家用电器研究院适时推出的“嘉电”评测项目具有非常重要的意义。北京苏宁易购副总经理程峰先生表示,据苏宁易购大数据显示,近年来,越来越多的消费者已经不再通过单纯的搜索产品或者叠加功能关键词来搜寻,反而是对产品的功能细分需求越来越强烈。人们更青睐线下渠道能够营造场景体验的这种模式,这使得线下渠道逐渐成为消费升级的主战场,更全面的开始迎合消费者对于高端家电的体验需求。“嘉电”的出现,能够从权威角度更直观的给消费者进行选购指导,带领消费观念升级。

[2]中华人民共和国行业标准.JTG D60-2015.公路桥涵设计通用规范[S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2015.

[3]中华人民共和国行业推荐性标准.JTG/T J21-01-2015.公路桥梁荷载试验规程[S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2015.

[4]吴永毅.基于动静载试验的桥梁状态评估初探[D].广州:华南理工大学,2013.

[5]范瑛,张雷.桥梁静动载荷载试验研究[J].湖北工业大学学报,2017,32(2):95-98,117.

最初,大规模在线开放课程的出现,推出了丰富的网络多媒体资源。学习者可通过在线学习方式获得知识并协同交流。由于在线学习方式缺乏教师的深度参与,以及现实环境中的实操和互动,单纯的线上学习效果欠理想。为充分体现在线学习的主动性与参与性,并充分发挥教师或专家的引导作用,增加现实互动,线上线下混合式教学模式应运而生,并成为“互联网+”时代最为合适的教学模式[13]。

 
 
杨勇强,刘晋华,申磊
《河南建材》 2018年第02期
《河南建材》2018年第02期文献

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