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　　4动载荷试验

　　4.1动载荷理论

　　桥梁结构动力载荷试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动，测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、动力响应（加速度、动挠度）等参数的试验项目，从而宏观判断桥梁结构的整体刚度、运营性能。桥梁结构的动载试验与静载试验虽然试验目的、测试内容等方面有所不同，但对于全面分析掌握桥梁结构的工作性能是等同重要的。动载试验之所以对公路和桥梁设计非常重要，是因为它是影响公路和桥梁使用寿命的主要因素之一。当车辆通过公路桥时，车辆轴载对桥梁的作用随时间变化，即为动载荷。4.2试验方法

　　桥梁动力载荷试验是在桥梁处于振动状态下，利用振动测试仪器对振动系统各种振动量进行测定、记录并加以分析的过程。本次试验采用脉动试验和跑车试验对桥梁结构动力特性进行分析研究。

　　（1）脉动试验。脉动法是利用被测桥梁结构所处环境的微小而不规则的振动来确定桥梁结构的动力特性的方法。桥梁结构的脉动是由附近的地壳的微小破裂和远处地震传来的脉动所产生的，或由附近的车辆、机器的振动引起的，能明显地反映出结构的固有频率，因为结构的脉动是因外界不规则的干扰所引起的，具有各种频率成分，而结构的固有频率是脉动的主要成分，在脉动图上可以较为明显地反映出来。因此利用此特性，在控制测试截面的相关部位安装高灵敏度拾振器，通过智能动态测试分析系统观测脉动荷载作用下的关键点的振动响应，通过建立模型、模态分析可得出桥梁结构的自振频率和阻尼比等动力特性，同时计算其振型。

　　（2）跑车试验。当车辆以一定速度在桥梁上通过时，由于发动机的抖动、桥面的不平顺等原因会导致桥梁结构产生振动，通过对其控制截面动挠度（或动应变）的测试，记录控制截面测点在跑车试验时的动挠度（动应变）时历曲线，对其进行分析处理得出活载冲击系数，进而判断桥梁结构的行车性能和桥面的平整程度。

　　脉动试验测点布置在主桥每5m处布设竖向加速度拾振器，以测量桥梁振动基频和振型；跑车试验是在全挂梁中心位置布设动挠度观测测点，采用一辆300kN的重车分别以车速10km/h、20km/h和30km/h匀速通过桥跨结构。

　　4.3理论计算

　　本次试验采用midascivil2015建立动力模型（见图1），并对主桥进行动力响应计算，最终计算出主桥结构的一阶模态理论振型及频率，如图5所示。

　　4.4动载荷试验结果

　　（1）脉动试验测试结果。

　　（3）动载荷成果分析。由图6～7及其对应表可看出该桥主桥结构的一阶实测自振频率为3.13Hz，较大于理论计算值2.96Hz，表明主桥结构的实际刚度能满足设计要求；主桥结构实测一阶振型与理论计算振型基本一致，说明该桥桥梁结构工作状态良好；另外通过模态分析计算得出主桥的一阶阻尼比为5.34%，在经验值1.0%～8.0%之间，说明主桥结构耗散外部能量输入的能力相对较强，振动衰减较快。

　　由图8计算可得：主跨结构在重车以10km/h、20km/h、30km/h匀速行驶作用下，最大动挠度为2.744mm，最大冲击系数为0.055，均相对较小，说明该桥桥梁结构的行车性能均较好，桥面的平整程度良好。

　　5结束语

　　桥梁载荷试验是一项复杂而细致的工作，文章利用桥梁有限元分析软件MidasCivil2015建立桥梁有限元模型，结合荷载试验数据分析和判定桥梁的承载能力和动力性能，为该桥今后运营养护及长期健康状况评价提供基本结构原始参数。

　　参考文献

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